Adap
tasi dan Mitig
asi
Perubahan Iklim di Indonesia
Edvin Aldrian Mimin K
armini Budiman
Pusat Perubahan Iklim dan Kualitas Udara Kedeputian Bidang Klimatologi
Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika Jl. Angkasa I No. 2 Kemayoran, Jakarta Pusat 10720
M
asyarakat dunia kini dihantui perubahan iklim dengan berbagai dampaknya. Sebagai negara kepulauan, Indonesia mengalami dampak yang tidak ringan. Anomali cuaca seperti banjir, kekeringan, dan badai kerap terjadi bahkan semakin tinggi intensitasnya.Di beberapa daerah, suhu udara kian menyengat sehingga mengubah perilaku petani bercocok tanam. Gelombang laut yang tinggi juga membuat nelayan tak berani melaut menangkap ikan. Di sisi lain, permukiman
beserta sarana infrastruktur di kawasan pesisir juga mulai terendam akibat kenaikan muka air laut.
Fenomena tak lazim tersebut jelas memerlukan upaya serius. Lalu upaya mitigasi dan adaptasi apa saja yang dapat dilakukan dalam menghadapi perubahan iklim?
Di buku inilah Anda akan diajak untuk bukan saja mengenali dan memahami perubahan iklim. Namun lebih dari itu, Anda pun dapat ikut berperan aktif dalam berbagai upaya mitigasi dan adaptasi perubahan iklim.
Adap tasi dan Mitig
asi Perubahan Iklim di Indonesia
Edvin Aldrian Mimin K
armini Budiman
Adaptasi dan Mitigasi
Perubahan Iklim di Indonesia
Dr. Edvin Aldrian, B.Eng., M.Sc., APU
Dra. Mimin Karmini, M.Sc
Ir. Budiman, MSi
Pusat Perubahan Iklim dan Kualitas Udara
Kedeputian Bidang Klimatologi
Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG)
2011
Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 2002 tentang Hak Cipta Lingkup Hak Cipta
Pasal 2
1. Hak cipta merupakan hak eksklusif bagi Pencipta atau Pemegang Hak Cipta untuk mengumumkan atau memperbanyak Ciptaannya, yang timbul secara otomatis setelah suatu ciptaan dilahirkan tanpa mengurangi pembatasan menurut peraturan perundang-undangan yang berlaku.
Ketentuan Pidana Pasal 72:
1. Barangsiapa dengan sengaja atau tanpa hak melakukan perbuatan sebagaimana dimaksud dalam Pasal 2 ayat (1) atau Pasal 49 ayat (1) dan atau ayat (2) dipidana dengan pidana penjara masing-masing paling singkat 1(satu) bulan dan/atau denda paling sedikit Rp 1.000.000,00 (satu juta rupiah) atau pidana penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/atau denda paling banyak Rp 5.000.000.000,00 (lima milyar rupiah).
2. Barangsiapa dengan sengaja menyiarkan, memamerkan, atau menjual kepada umum suatu Ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau Hak terkait sebagaimana dimaksud pada ayat (1) dipidana dengan pidana penjara paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp 5.000.000.000,00 (lima milyar rupiah).
Penerbitan buku ini disponsori oleh
Indonesian Climate Change Trust Fun (ICCTF)
Adaptasi dan Mitigasi Perubahan Iklim di Indonesia
Pertama kali diterbitkan dalam Bahasa Indonesia
Oleh Pusat Perubahan Iklim dan Kualitas Udara, Kedeputian Bidang Klimatologi Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG)
Jl. Angkasa I No. 2 Kemayoran Jakarta Pusat 10720 Telp.: 021-4246321 Faks.: 021-4246703
http://www.bmkg.go.id
Penulis : Dr. Edvin Aldrian, B.Eng., M.Sc., APU, Dra. Mimin Karmini, M.Sc., dan Ir. Budiman, MSi
Penyunting : Dedi Sucahyono, M.Si dan Indah Budiani, S.H., M.Sc Kontributor : Radhita Purwaningtyas, S.Si
Design Graphic : Amir
Design Cover : M Kholid Afandi Penyelaras Bahasa : Slamet Widayadi
Tim Pendukung : Nurmala Faridha, S.IK, N Apriella Lestari, S,IK, Eko Wahyudi, S.E, & Ajie Parikesit, S.E
Hak cipta dilindungi Undang-undang
dilarang mengutip atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini tanpa izin tertulis dari Penerbit
Perpustakaan Nasional:
Katalog Dalam Terbitan (KDT)
Adaptasi dan Mitigasi Perubahan Iklim di Indonesia Diterbitkan oleh:
Pusat Perubahan Iklim dan Kualitas Udara Kedeputian Bidang Klimatologi
Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika x + 174 halaman, 17,6 cm x 25 cm
iv
Kata Pengantar
Assalamu’alaikum Wr. Wb.Salam sejahtera bagi Kita semua.
P
uji syukur kami panjatkan pada Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas perkenaan-Nya buku saku “Adaptasi dan Mitigasi Perubahan Iklim” dapat diterbitkan.Buku saku ini berisikan tentang perubahan iklim dan upaya adaptasi serta mitigasinya, yang diperuntukkan kalangan masyarakat luas, khususnya petani, nelayan, dan siswa SD sampai dengan SMU. Kami berusaha menyajikan buku ini secara sederhana agar mudah difahami oleh masyarakat luas.
Buku saku ini juga merupakan rangkuman dari modul-modul yang telah dibuat oleh Kementerian Pertanian, Kementerian Kelautan dan Perikanan, BPPT, dan survei yang dilakukan oleh LIPI. Program tersebut terselenggara atas kerja sama dan dukungan dari Indonesian Climate Change Trust Fund (ICCTF) Bappenas.
Penerbitan buku saku perubahan iklim ini adalah salah satu upaya BMKG untuk melakukan sosialisasi perubahan iklim secara luas dalam arti definisi, proses, dampak, dan upaya penanggulangan melalui program adaptasi dan mitigasi. Kegiatan ini merupakan salah satu bentuk wujud aktivitas sosial BMKG kepada masyarakat terutama untuk melihat peluang dan tantangan yang kita hadapi dalam hal perubahan iklim terutama dalam mendukungan ketahanan pangan nasional. Pada akhirnya masyarakat diharapkan untuk melihat isu perubahan iklim dari sisi positif lebih besar untuk dapat meningkatkan peluang adaptasi dan melakukan program mitigasi sebesar dan seluas-luasnya. Selain itu, setelah membaca buku ini diharapkan masyarakat akan lebih akrab dengan jenis layanan informasi iklim dan perubahan iklim yang dikeluarkan oleh BMKG.
v
Kami berharap, buku saku ini bisa dijadikan sebagai salah satu acuan dalam pembelajaran dan memahami dasar perubahan iklim serta upaya apa yang dapat dilakukan masyarakat baik untuk adaptasi maupun mitigasi dalam menghadapi fenomena perubahan iklim yang telah, sedang, dan akan terjadi di Indonesia. Seluruh permasalahan yang dikemukakan dalam penerbitan buku ini diangkat dari berbagai contoh kasus yang ada di Indonesia. Dengan demikian diharapkan tumbuhnya kesadaran tinggi di masyarakat bahwa perubahan iklim di Indonesia merupakan sebuah fakta yang tidak terbantahkan dan bukan merupakan cerita fiksi dari negara maju.
Akhirnya, saya selaku Kepala BMKG menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada UNDP dan ICCTF yang telah memberikan kepercayaan kepada kami dalam melaksanakan Program “Public Awareness, Training and Education Program on Climate Change Issue for all level of Societies, Mitigation and Adaptation”. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada semua instansi, baik di pusat dan daerah yang telah berpartisipasi dalam pelaksanaan program ini, tim kerja dari ICCTF-BMKG, dan semua pihak yang telah mendukung upaya dari penulisan hingga penerbitan buku ini.
Semoga Allah SWT meridhoi seluruh jerih payah kita dan dapat bermanfaat, berhasil guna serta tujuan dari program ini dapat tercapai.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Jakarta, November 2011. Kepala BMKG,
vi
Prakata
P
erubahan iklim merupakan salah satu topik yang sedang hangat dibicarakan baik pada tataran praktis hingga pada ranah politis. Terlepas dari panjangnya diskusi permasalahan ini, perubahan iklim telah, sedang dan akan terus terjadi. Dalam hubungan tersebut dan berhubungan dengan letak geografis, maka Indonesia sangat rentan untuk menerima dampak pemanasan global dan perubahan iklim. Sebagai negara beriklim tropis dikelilingi oleh laut dan memiliki peran hutan yang penting sebagai paru paru dunia, maka tanggung jawab untuk menjaga kelestarian lingkungan dari dampak perubahan iklim menjadi meningkat. Peran Indonesia dalam mengatasi isu pemanasan global dan perubahan iklim bukan hanya sebagai kontribusi nasional untuk tingkat Internasional tetapi juga sebagai bentuk warisan untuk generasi mendatang sebagai bentuk survival sebagai bangsa. Hal ini dikarenakan dampak perubahan iklim akan menggerus kapasitas dukung lingkungan sehingga terus menurun dan pada akhirnya mengancam kesinambungan pembangunan berkelanjutan. Beberapa ancaman yang terlihat adalah peningkatan suhu permukaan, peningkatan paras muka laut, cuaca ekstrim, polutan udara yang meningkat dll.Dalam memberikan pemahaman apa itu pemanasan global dan apa itu perubahan iklim kepada masyarakat diperlukan suatu bahan bacaan yang mudah dicerna, lugas dan memberikan pengertian sederhana. Saat ini masih seringkali terjadi kesalahan pemahaman mengenai hubungan pemanasan global dan perubahan iklim dan bagaimana proses terjadinya. Selain itu masyarakat juga perlu diberikan pemahaman bahwa isu perubahan iklim bukanlah sebuah dongeng negara maju melainkan sudah benar terjadi di bumi Indonesia dengan segala bukti nyata didepan mata. Kita patut bersyukur bahwa saat ini Indonesia
vii
memiliki seluruh bukti utama terjadinya pemanasan global yaitu peningkatan suhu muka bumi yang diwakili oleh suhu laut, peningkatan konsentrasi gas rumah kaca dan penurunan lapisan es daratan. Indonesia adalah satu dari 3 wilayah tropis yang masih memiliki salju abadi dan terus meleleh. Pada kasus perubahan iklim, berbagai bukti yang telah terjadi dapat kita lihat di bumi Indonesia seperti kasus tahun tanpa kemarau 2010 yang memberikan kekacauan ekologis dan dampak ekonomis di masyarakat.
Pada akhirnya masyarakat perlu diberi pemahaman bahwa perubahan iklim bukanlah momok yang perlu ditakuti tetapi memberikan peluang untuk dapat berkembang kemuka dan dapat meningkatkan kapasitas adaptasi bersama dalam menghadapinya. Tentu saja peningkatan kapasitas tersebut harus sesuai dengan karakter perrmasalahan yang kita hadapi bersama dan bukannya cocok untuk kasus di wilayah lain. Selain itu peningkatan peran masyarakat diperlukan untuk melakukan berbagai program mitigasi perubahan iklim baik secara individu maupun komunal.
Peran serta masyarakat juga harus didukung oleh kebijakan publik oleh berbagai instansi pemerintah yang berhubungan dalam penanganan isu perubahan iklim. Pembahasan diperlukan juga untuk melihat peran berbagai institusi dan bagaimana koordinasi dan sinergi yang diharapkan. Manajemen kebijakan perubahan iklim pada tataran nasional dan internasional perlu dikenalkan kepada masyarakat sehingga dapat menjadi acuan untuk hal hal yang selama ini sering dipertanyakan dan diberitakan di media masa. Pada akhirnya sosialisasi kepada masyarakat diperlukan untuk memahami peran institusi yang memberikan pelayanan informasi perubahan iklim pada tingkat dasar. Informasi tersebut merupakan informasi utama yang menunjukkan apa benar perubahan iklim sudah terjadi di bumi Indonesia.
Dengan berbagai lingkup bahasan diatas dan keterbatasan informasi yang ada, buku ini diharapkan dapat memberikan pandangan yang umum mengenai apa yang terjadi dalam hal perubahan iklim di benua maritim Indonesia. Buku ini disusun berdasarkan masukan selama kegiatan pelaksanaan program Indonesian Climate Change Trust Fund (ICCTF) di Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) dan bekerja sama dengan Kementrian Pertanian, Kementrian Kelautan dan Perikanan, Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi dan Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Materi yang disusun berdasarkan isi dari modul Trainer of Trainers (ToT) untuk Penyuluh Pertanian dan Penyuluh Perikanan, modul ajar Kurikulum Perubahan Iklim untuk tingkat SD, SMP, SMU dan SMK dan hasil studi lapangan sosialisasi perubahan iklim kepada petani dan nelayan melalui program radio komunitas.
viii
Penulis menyampaikan rasa syukur dan terima kasih kepada pihak yang telah membantu secara langsung maupun tidak langsung dalam penerbitan buku ini. Ucapan terima kasih disampaikan kepada ICCTF sebagai penyandang dana dalam kegiatan sosialisasi, kepada Kepala BMKG beserta jajarannya yang telah mendukung pelaksanaan program sosialisasi, tim kerja pendukung ICCTF dari Kemtan, Kem KP, Kemdikbud, BPPT dan LIPI serta dari rekan kerja di BMKG. Penulis juga turut menyampaikan terima kasih kepada tim managerial pendukung kerja yaitu unit Program Management Unit (PMU).
Akhirnya penulis mengharapkan bahwa buku ini dapat menjadi sumbangsih pemahaman umum terhadap perubahan iklim yang terjadi di bumi benua maritim Indonesia. Buku ini diharapkan dapat menjadi konsumsi umum bagi siswa, praktisi dan pemerhati masalah perubahan iklim hingga pada satuan kelompok tani dan nelayan.
ix
Daftar Isi
iv Kata Pengantar Kepala BMKGvi Prakata
1 BAB 1. PLANET BUMI DAN ATMOSFER
1 1.1 Bumi
4 1.2 Atmosfer
9 BAB 2. CUACA, IKLIM , DAN MUSIM
13 2.1 Cuaca 15 2.2 Iklim
22 2.3 Musim
27 BAB 3. EFEK RUMAH KACA, GAS RUMAH KACA, DAN PEMANASAN GLOBAL
27 3.1 Efek Rumah Kaca 31 3.2 Gas Rumah Kaca 33 3.3 Pemanasan Global
39 BAB 4. PERUBAHAN IKLIM
47 BAB 5. INDIKASI TERJADINYA PEMANASAN GLOBAL DI INDONESIA
47 5.1 Peningkatan Konsentrasi GRK 51 5.2 Peningkatan Suhu Muka Bumi 54 5.3 Peningkatan Paras Muka Laut
57 5.4 Berkurangnya Tutupan Salju di Daratan
63 BAB 6. INDIKASI TERJADINYA PERUBAHAN IKLIM DI INDONESIA
63 6.1 Perubahan Suhu Daratan
67 6.2 Peningkatan Curah Hujan Ekstrem 68 6.3 Maju Mundurnya Musim
x
83 BAB 7. DAMPAK PERUBAHAN IKLIM
83 7.1 Dampak Fisik 97 7.2 Dampak Nonfisik
107 BAB 8. ADAPTASI PERUBAHAN IKLIM
108 8.1 Komponen Adaptasi Perubahan Iklim 111 8.2 Kebijakan Menghadapi Perubahan Iklim
114 8.3 Berbagai Usaha Adaptasi yang Bisa Dilakukan Masyarakat
116 8.4 Beberapa Upaya Adaptasi yang Dilakukan Kementerian Pertanian 124 8.5 Beberapa Upaya Adaptasi yang Dilakukan Kementerian Kelautan
dan Perikanan
129 BAB 9. MITIGASI PERUBAHAN IKLIM
130 9.1 Permasalahan Utama Mitigasi Perubahan Iklim di Indonesia 132 9.2 Berbagai Aktivitas Manusia yang Menghasilkan GRK
134 9.3 Upaya Praktis Dalam Mitigasi Perubahan Iklim
135 9.4 Upaya Mitigasi yang Dilakukan Kementerian Pertanian 139 9.5 Upaya Mitigasi yang Dilakukan Kementerian Kelautan dan
Perikanan
141 BAB 10. MANAJEMEN PERUBAHAN IKLIM
141 10.1 Tinjauan Internasional 146 10.2 Tinjauan Kebijakan Nasional
153 BAB 11. JENIS INFORMASI PERUBAHAN IKLIM DARI BMKG 167 KATA PENUTUP
171 DAFTAR PUSTAKA 173 SEKILAS PENULIS
Planet Bumi dan Atmosfer
P
lanet Bumi dan atmosfer merupakan satu kesatuan ekosistem yang tidak dapat terpisahkan. Keduanya saling berinteraksi. Bumi tanpa atmosfer sama saja dengan kondisi planet-planet lain dalam sistem tata surya kita, yakni kering, tandus, ekstrem (sangat panas dan sangat dingin), dan tentu saja tak ada kehidupan.Amosfer telah melindungi Bumi dalam banyak hal. Siklus air di Bumi dapat berlangsung berkat peran atmosfer. Suhu udara yang nyaman di permukaan Bumi juga dikendalikan atmosfer. Seperti diketahui, air dan udara adalah sumber kehidupan baik bagi manusia, hewan, maupun tumbuhan.
Begitu juga sebaliknya, atmosfer tanpa Bumi juga tak banyak berarti. Bumi yang tersusun sebagian besar dari besi itu memiliki medan magnet yang sangat kuat pada ketinggian hingga mencapai ribuan kilometer.
Kuatnya efek medan magnet tersebut dapat menahan atom dan molekul di atmosfer agar tidak terlepas ke luar angkasa. Selain itu, medan magnet juga berperan menghalangi angin radiasi Matahari (solar winds) yang sangat berbahaya bagi mahluk hidup.
1.1. Bumi
Bumi merupakan salah satu planet dalam sistem tata surya dengan Matahari sebagai pusatnya. Dilihat dari posisi terdekat dari Matahari, Bumi berada pada urutan ketiga, setelah Merkurius dan Venus. Para ilmuwan menduga, Bumi terbentuk sekitar 5.000 juta tahun silam.
BAB 1.
PLANET BUMI
DAN ATMOSFER
Bumi tercipta setelah Matahari terbentuk. Awal mula Bumi
ter-bentuk berasal dari awan raksa-sa yang menggumpal. Awan
itu kian panas hingga mem-bentuk sebuah bola merah
yang panas. Setelah itu, se-cara berangsur-angsur Bumi
mengalami pendinginan. Akibatnya, permukaan Bumi mengeras. Sebaliknya, kon-disi di dalam perut Bumi masih sangat panas (bisa mencapai suhu 7.000 oC) dan beberapa ba-gian di antaranya berbentuk cairan.
Bumi merupakan planet yang paling padat dibandingkan ke tujuh planet lainnya dalam sistem tata surya kita. Nilai kerapatan Bumi mencapai 5.517 lebih besar daripada kerapatan air.
Sampai sejauh ini, Bumi adalah satu-satunya planet yang berpenghuni dan menjadi kehidupan bagi manusia, hewan, dan tumbuhan. Beragam jenis mahluk hidup itu merasa nyaman berada di Bumi.
Sekitar 71 % dari permukaan Bumi diisi oleh air, baik dalam bentuk samudra, lautan, sungai, danau, rawa, maupun situ. Sisanya, yang 29 % permukaan Bumi berupa daratan.
Material penyusun Bumi terbesar terdiri dari besi, oksigen, dan silikon. Dari ketiga unsur tersebut, sekitar 88 % bagian dari pusat Bumi adalah besi.
Gambar 1.1. Bumi dilihat dari Apollo 17.
“Sampai sejauh ini, Bumi adalah
satu-satunya planet yang berpenghuni dan
menjadi kehidupan bagi manusia, hewan, dan
tumbuhan. Beragam jenis mahluk hidup itu
merasa nyaman berada di Bumi.”
Planet Bumi dan Atmosfer
Massa : 5.880 x 1021 ton
Kerapatan : 5.517 x kerapatan air Volume : 1.083.208.840.000 km3 Permukaan area : 510.100.500 km2
Permukaan tanah : 148.950.800 km2 atau lebih dari 29 % dari permukaan area Permukaan air : 361.149.700 km2 atau 71 % Keliling ekuator : 40.067 km
Keliling kutub : 40.000 km Diameter ekuator : 12.756 km Jarak rata-rata dari Matahari : 140.407.000 km
Periode rotasi pada sumbunya : 23 jam 56 menit dan 4,09 detik Periode revolusi mengelilingi Matahari : 365 hari 5 jam 48 menit dan
45,51 detik
Kecepatan rotasi : 1.660 km/jam di garis ekuator Kecepatan revolusi : 29,8 km/detik
Kemiringan orbit : 23,40
Sumber: Pustaka Anak Cerdas, volume 1, 2008.
Fakta tentang Bumi:
Hal inilah yang menimbulkan efek magnet luar biasa dengan kutub yang berbeda di utara dan selatan.
Medan magnet itu mencapai ribuan km dari permukaan Bumi sehingga dapat menghalangi angin radiasi Matahari (solar winds). Medan magnet ini juga melindungi mahluk hidup dari radiasi Matahari yang berbahaya.
Bumi berputar pada poros atau sumbunya sambil mengelilingi Matahari sesuai orbitnya (lihat Gambar 1.2). Dalam sekali putaran tersebut, diperlukan waktu sekitar 24 jam, tepatnya 23 jam lebih 56 menit dan 4,09 detik. Periode ini dikenal dengan satu hari dan satu malam. Rotasi Bumi pada sumbunya itu menimbulkan waktu siang dan malam,
Sementera itu, waktu tempuh Bumi mengelilingi Matahari pada orbitnya dalam satu putaran sekitar 365 hari lebih 5 jam, 48 menit, dan 45,51 detik. Periode ini dikenal dengan waktu satu tahun. Putaran Bumi mengitari Matahari menimbulkan adanya musim yang berbeda-beda di berbagai wilayah.
1.2. Atmosfer
Planet bumi diselimuti oleh lapisan gas yang disebut atmosfer. Atmosfer tersusun oleh 78 % nitrogen (N2), 21 % oksigen (O2), 0,9 % argon (Ar), dan 0,03 % karbondioksida (CO2). Sisanya berupa gas-gas lain seperti helium (He), hidrogen (H2), xenon (Xe), ozon (O3), uap air, dan partikel-partikel kecil debu atau aerosol.
Atmosfer memiliki massa sekitar 5 x 1018 kg dimana 75 % dari massa tersebut berada di lapisan troposfer. Semakin tinggi lapisan atmosfer, semakin kecil massanya. Sehingga, tekanan atmosfer juga semakin kecil dengan semakin tingginya lapisan atmosfer.
Atmosfer yang membentang pada ketinggian 500 sampai 1.000 km di angkasa luar itu menjadi pelindung bagi mahluk hidup di Bumi. Tanpa pelindung atmosfer, semua mahluk hidup baik manusia, hewan, maupun tumbuhan akan terbakar oleh Matahari di siang hari. Sebaliknya, di malam hari mahluk hidup tersebut bakal membeku.
Atmosfer mampu melindungi permukaan Bumi karena ia mampu mempertahankan suhu udara dalam fluktuasi yang kecil melalui proses efek rumah kaca dan menahan radiasi Matahari yang berbahaya. Di samping itu, atmosfer juga menyediakan udara yang dibutuhkan mahluk hidup untuk tumbuh dan berkembang.
Gambar 1.2. Saat mengitari Matahari, poros Bumi membentuk sudut 23,5o dari garis
tegak lurus dengan orbit Bumi (a). Gambar (b) menunjukkan Bumi mengitari Matahari pada orbitnya. Radiasi Matahari mencapai maksimum di khatulistiwa pada 23 September dan 21 Maret. Sementara itu, pada 22 Juni radiasi Matahari maksimum ada di belahan Bumi utara (BBU) dan 22 Desember radiasi Matahari maksimum berada di belahan Bumi selatan (BBS).
Planet Bumi dan Atmosfer
Ketebalan atmosfer bumi mencapai ribuan mil (1 mil = 1,6093 km).
Lapisan atmosfer paling atas sangat tipis dan renggang. Karena itu partikel yang bergerak bebas dapat lepas dari tarikan gravitasi Bumi dan tertiup ke ruang angkasa oleh solar winds.
Sebaliknya, kondisi lapisan atmosfer di bawahnya (pada ketinggian 10 - 15 km) sangat tebal dan terdiri dari gas, air, debu, dan lain-lain. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya hujan serta perubahan musim dan cuaca.
Atmosfer memiliki suhu yang berbeda-beda dan dikelompokkan menjadi lima lapisan. Jika diurutkan dari permukaan Bumi, lapisan atmosfer terdiri dari troposfer, stratosfer, mesosfer, thermosfer, dan eksosfer (lihat Gambar 1.3). Di lapisan troposfer dan stratosfer inilah menjadi jalur transportasi bagi pesawat terbang.
Gambar 1.3. Kategori lapisan atmosfer secara vertikal berdasarkan suhu (Sumber: Lutgens
Lapisan troposfer terbentang mulai dari permukaan Bumi sampai ketinggian sekitar 10 – 17 km. Troposfer mengandung lebih dari 75 % massa gas yang ada di lapisan atmosfer, termasuk air dan debu. Di lapisan inilah terjadi dinamika cuaca. Ketika terjadi pemanasan global, lapisan troposfer mengalami peningkatan suhu udara yang paling signifikan (lihat http://www.
mycleansky.com/?a=stratosphere).
Hubungan antara suhu udara dan ketinggian pada lapisan troposfer adalah berbanding terbalik. Artinya, semakin tinggi lapisan tersebut maka suhu udaranya kian rendah. Itulah mengapa di puncak gunung, suhu udaranya jauh lebih dingin daripada di pantai atau dataran rendah.
Puncak daratan tertinggi di dunia, Gunung Everest dengan ketinggian sekitar 8.850 m di atas permukaan laut (dpl) misalnya, diselimuti suhu udara yang sangat rendah, sekitar -40 oC. Inilah yang mengakibatkan banyak lapisan salju atau es menyelimuti puncak Gunung Everest. Pendaki gunung akan merasa bangga jika ia sudah mampu menaklukkan puncak berlapiskan salju dengan cuaca yang sangat ekstrim.
Di atas troposfer, terdapat lapisan stratosfer yang sangat dingin dan kering. Di lapisan ini terbentuk awan dari jenis cirus. Awan ini biasanya terdiri dari kristal es karena ia berada pada suhu lingkungan yang ekstra dingin.
“Jadi, jika kita sedang duduk di
pesawat terbang yang melintas
jauh, sebenarnya kita telah
berada di lapisan stratosfer.
Sadar atau tidak, pesawat
terbang tersebut menyemburkan
Planet Bumi dan Atmosfer
Lapisan stratosfer juga menjadi
batas ketinggian bagi pesawat terbang komersial berlalu lalang. Jadi, jika kita sedang duduk di pesawat terbang yang melintas jauh, sebenarnya kita telah berada di lapisan stratosfer. Sadar atau tidak, pesawat terbang tersebut menyemburkan gas buang bersuhu tinggi.
Asap itu langsung mengalami kondensasi di lapisan yang sangat dingin. Jika cuaca cerah, dari kejauhan kita bisa melihat hasil kondensasi itu berupa pembentukan awan tipis memanjang yang berada di belakang lintasan pesawat terbang atau dikenal dengan sebutan contrail.
Gas buangan tersebut didominasi unsur karbon. Para ahli berpendapat bahwa asap buangan pesawat terbang yang disemburkan pada lapisan stratosfer tersebut ikut memberi kontribusi terhadap meningkatnya gas rumah kaca.
Keberadaan lapisan stratosfer sangatlah penting bagi kehidupan di Bumi. Sebab, di situlah terdapat lapisan ozon (O3) yang berfungsi menghalangi
gelombang ultraviolet dari cahaya Matahari yang berbahaya sehingga ia tidak sampai menembus ke permukaan Bumi.
Jika lapisan ozon berlubang, gelombang ultraviolet tersebut secara leluasa menerobos hingga ke permukaan Bumi. Dampaknya, jika terpapar ke kulit kita, dapat menyebabkan penyakit kanker kulit. Selain itu, hewan dan tumbuhan juga bisa mengalami gangguan serius jika terpapar gelombang ultraviolet yang sangat berbahaya tersebut.
Lapisan ketiga adalah mesosfer yang dikenal memiliki suhu paling dingin, yakni dapat mencapai -90 oC. Hanya ada sedikit molekul udara di lapisan
“Keberadaan
lapisan stratosfer
sangatlah penting
bagi kehidupan di
Bumi. Sebab, di
situlah terdapat
lapisan ozon (O
3)
yang berfungsi
menghalangi
gelombang
ultraviolet dari
cahaya Matahari
yang berbahaya
sehingga ia tidak
sampai menembus
ke permukaan
Bumi.”
mesosfer. Astronot yang mengorbit bersama pesawat ulang-alik di ruang angkasa berada di lapisan mesosfer (http://eo.ucar.edu/kids/sky/air6.htm).
Mesosfer juga berperan dalam melindungi permukaan Bumi dari jatuhnya benda angkasa luar yang disebut meteor. Ribuan meteor itu habis terbakar di lapisan mesosfer sebelum mencapai lapisan stratosfer dan troposfer. Hanya benda langit berukuran raksasa yang mampu menyisakan material sehingga meteor itu jatuh hingga ke Bumi. Hanya saja frekuensi jatuhnya meteor hingga ke Bumi sangatlah jarang terjadi.
Lapisan keempat adalah termosfer yang memiliki suhu sangat tinggi, dapat mencapai 1.500 oC bahkan lebih saat Matahari sedang aktif. Hal itu dapat menimbulkan aurora yang menerangi langit saat malam hari.
Lapisan atmosfer paling tinggi disebut eksosfer. Pada lapisan ini atom dan molekul mudah lepas ke luar angkasa akibat melemahnya gaya gravitasi Bumi seiring dengan semakin jauhnya jarak antara Bumi dan eksosfer.
Cuaca, Iklim, dan Musim
CUACA, IKLIM, DAN MUSIM
BAB 2.
S
eperti telah diuraikan pada bagian sebelumnya (Bab 1), troposfer merupakan lapisan atmosfer paling bawah di mana aktivitas cuaca terjadi. Di lapisan troposfer, suhu udara turun dengan bertambahnya ketinggian. Fenomena ini disebut laju penurunan suhu lingkungan (environmental lapse rate) yang besarnya sekitar 6,5 oC/1.000 m. Artinya, setiap kenaikan ketinggian 1.000 m, suhu udara mengalami penurunan sebesar 6,5 oC.Besarnya laju penurunan suhu lingkungan di lapisan troposfer tidaklah sama, tergantung daerah lintangnya. Laju penurunan suhu lingkungan di lintang rendah (tropis), lintang tengah, dan lintang tinggi (kutub) dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Setidaknya ada tiga cara massa udara naik ke tingkat lebih tinggi. Pertama, proses adiabatik sebagai akibat adanya penghalang seperti bangunan gedung dan gunung. Penghalang buatan dan alami tersebut akan menahan massa udara yang bergerak secara horisontal, lalu memaksanya naik ke atas.
Cara kedua melalui proses konvergensi horisontal. Seperti diketahui, akibat tekanan rendah di permukaan menyebabkan massa udara mengumpul lalu naik ke atas yang memiliki suhu udara lebih rendah.
Cara ketiga atau terakhir naiknya massa udara adalah akibat pemanasan atau konvektif. Pemanasan yang dipancarkan oleh permukaan Bumi, baik dari daratan maupun lautan akan menghangatkan massa udara lalu naik menuju tempat yang memiliki suhu udara yang dibuang.
10
Ketika massa udara tersebut berada pada level atau tingkat yang tinggi, ia berubah menjadi dingin karena menempati lingkungan bersuhu udara rendah. Pada ketinggian tertentu, massa udara yang naik itu memiliki tekanan uap air yang sama dengan tekanan uap air jenuh pada level tersebut.
Akibatnya, massa udara yang berbentuk uap air itu berubah fase menjadi cair. Proses ini sering disebut kondensasi. Butir air dari kondensasi ini lalu memben-tuk awan.
Awan dapat dikelom-pokkan berdasarkan keting-gian, bentuk, dan proses per-tumbuhannya. Berdasarkan ketinggian, kita mengenal tiga jenis awan, yakni rendah, menengah, dan tinggi.
Ditinjau dari bentuknya, ada dua kelompok awan. Pertama awan stratus (St) yang berbentuk seperti lapisan datar dan biasanya cakupannya luas. Kedua, awan cumulus (Cu) yang berbentuk seperti bunga kol.
Sementara itu, berdasarkan proses pertumbuhan vertikal, kita mengenal awan Cu yang bisa berkembang menjadi cumulonimbus (Cb). Kedua jenis awan ini (Cu dan Cb) juga dapat dikategorikan sebagai awan rendah karena ia dapat menjadi dasar awan.
Awan rendah biasanya terdiri dari kabut (awan yang berada di permukaan Bumi), St, stratocumulus (Sc), dan nimbostratus (Ns). Ns adalah awan hujan yang memiliki ketebalan beberapa ratus meter dari permukaan tanah sampai
Gambar 2.1. Profil laju penurunan suhu lingkungan
dan tingkat tropopause di lintang rendah (garis merah), lintang tengah (hijau), dan lintang tinggi (biru). Terlihat bahwa tropopause di daerah tropis berkisar antara 15 – 17 km (Sumber: Lutgens and Tarbuck’s The Atmosphere, 2001. (http://www.ux1.eiu.edu/cfjps/1400/
Cuaca, Iklim, dan Musim
11 ketinggian 5.000 m. Awan Ns bisa menyebabkan hujan sepanjang hari atau
semalam suntuk dengan intensitas ringan.
Awan menengah terdiri dari altostratus (As) dan altocumulus (Ac). Selain itu, awan Cu dan Cb juga bisa dikategorikan awan menengah karena dasar awan Cu dan Cb bisa juga tumbuh dan berkembang mulai dari ketinggian 2.000 m.
Awan tinggi biasanya terdiri dari kristal es karena ia berada pada lingkungan dengan suhu udara yang sangat dingin. Awan tersebut disebut cirus (Ci), cirrostratus (Cs), dan cirrocumulus (Cc). Untuk memudahkan pemahaman kita terhadap pengelompokan berbagai jenis awan tersebut, sebaiknya dilihat pada Gambar 2.2.
Lalu, bagaimana awan-awan itu dapat berubah menjadi butiran air hujan? Hal itu terjadi jika butir air yang terkandung di dalam awan rendah dan awan menengah cukup besar jumlahnya. Jika awan-awan tersebut mampu melawan gaya apung dari udara di bawahnya maka butir air itu akan jatuh ke muka Bumi dalam bentuk hujan atau salju.
Gambar 2.2. Jenis-jenis awan yang biasa kita lihat. Jenis awan rendah adalah stratus (St),
stratocumulus (Sc), cumulus (Cu), dan cumulonimbus (Cb). Sementara itu, awan menengah terdiri dari altostratus (As) dan altocumulus (Ac). Sedangkan yang tergolong awan tinggi adalah cirrus (Ci), cirrostratus (Cs), dan cirrocumulus (Cc) (Sumber: UCAR). Cirrus di atas 5.400 m Cirrocumulus (mockera’sky) di atas 5.400 m Cumulonimbus dari dekat permukaan tanah sampai di atas 15.000 m Altocumulus 1.800 - 6.000 m Altostratus 1.800 - 6.000 m Stratus di bawah 1.800 m Cumulus di bawah 1.800 m Stratocumulus di bawah 1.800 m
12
Air hujan akan terjadi di daerah lintang rendah (tropis) seperti Indonesia. Sedangkan hujan salju (es) biasanya terjadi di daerah lintang menengah dan tinggi pada musim dingin.
Hujan es juga bisa terjadi di pegunungan yang suhu udaranya di bawah 0 oC. Dalam beberapa kasus, di beberapa daerah di Indonesia juga pernah mengalami hujan yang disertai dengan butiran es.
Besar kecilnya intensitas hujan tergantung jenis awannya. Pada awan nimbostratus, stratus, dan altostratus akan menghasilkan hujan ringan atau gerimis dengan ketinggian curah hujan kurang dari 10 mm.
Sementara itu, awan stratocumulus dan altocumulus dapat menghasilkan hujan ringan sampai sedang (curah hujan kurang dari 20 mm). Sedangkan awan cumulus dan cumulonimbus dapat menghasilkan hujan lebat dan atau ekstrem (curah hujan di atas 30 mm).
Untuk lebih memahami siklus air di Bumi dari mulai penguapan massa udara (uap air) sampai turun hujan, kita dapat melihat Gambar 2.3. Secara umum, siklus tersebut terdiri dari empat proses sebagai berikut:
Gambar 2.3. Diagram siklus air (Sumber: US Global Change Research Program. www.usgcrp.
gov) Samudra Awan & uap air Presipitasi (hujan salju atau hujan air) Air tersimpan di dalam es dan salju Perpindahan Evaporasi Kondensasi (panas laten atmosfer) Manajemen air Keragaman t anah Tabel air Aliran air tanah
Kelembaban t anah
Muara sungai
Lapisan pembatas (daratan dan atmosfer
bebas)
Pertukaran radiasi
Aliran arus air
Batuan dasar
PerembesanLimpasan permukaan
Evapotranspirasi
Cuaca, Iklim, dan Musim
13 1. Penguapan massa udara (uap air).
2. Massa udara tersebut lalu naik ke atas akibat konvektif, orografi, konvergensi, dan adiabatik.
3. Pada level atau ketinggian tertentu, massa udara tersebut mengalami kondensasi atau sublimasi.
4. Awan yang sudah memiliki banyak butir air tersebut lalu turun sebagai hujan dan atau salju.
Sebelum turun hujan, biasanya bertiup angin dingin dengan kecepatan yang bervariasi, bisa sepoi-sepoi, sedang, atau malah kencang. Kecepatan angin tersebut tergantung dari jenis awan yang akan menumpahkan air hujan ke Bumi.
Angin bertiup akibat turunnya massa udara lantaran meluruhnya awan (disipasi) yang sering disebut downdraft (kecepatan vertikal yang negatif). Pada awan cumulonimbus yang besar dapat menyebabkan kecepatan angin
downdraft lebih dari 10 m/detik. Angin ini sangat berbahaya terutama jika
terjadi di sekitar bandar udara karena dapat menghempaskan pesawat terbang saat mendarat (landing) di landasan pacu.
2.1. Cuaca
Cuaca adalah keadaan dinamika udara di atmosfer pada waktu dan tempat tertentu. Cuaca umumnya dapat diungkapkan atau dinyatakan dengan kondisi hujan, suhu udara, jumlah tutupan awan, penguapan, kelembaban, dan kecepatan angin di suatu tempat dari hari ke hari. Kurun waktu yang sering digunakan dalam analisa cuaca adalah satu hari sampai satu minggu.
Contoh sederhana adalah ketika presenter atau pembaca acara menyam-paikan prakiraan cuaca melalui media televisi atau radio. Ia mengatakan, prakiraan cuaca di kota Bekasi pada tanggal tertentu adalah cuaca cerah be-rawan dengan suhu udara maksimum 32 oC dan angin calm.
Maksud dari prakiraan cuaca tersebut adalah di kota Bekasi, Matahari masih bersinar dan terdapat sejumlah awan. Suhu udara pada sekitar pukul 14.00 WIB diduga sebesar 32 oC dengan angin yang mungkin tidak dapat dirasakan oleh manusia.
Contoh lain, ketika si pembawa acara mengatakan, prakiraan cuaca di Jakarta pada tanggal yang sama adalah berawan, kemungkinan hujan pada sore hari dengan intensitas sedang. Artinya, pada tanggal tersebut Jakarta ditutupi cukup awan dan berpeluang terjadi hujan. Hujan dengan intensitas
14
sedang berarti jenis awan yang terbentuk dapat berupa cumulus atau stratocumulus.
Berdasarkan dua contoh pengungkapan prakiraan cuaca tersebut, terlihat bahwa cuaca hanya menyatakan kondisi atmosfer sesaat, dalam hal ini satu hari. Untuk hari berikutnya, kondisi cuaca bisa berubah drastis atau hampir mirip dengan hari sebelumnya.
Cuaca buruk biasanya diasosiasikan dengan awan badai atau Cumulonim-bus (Cb). Awan Cb yang kuat dapat mencurahkan air hujan dengan intensitas tinggi (di atas 50 mm/jam) dan angin vertikal negatif (downdraft) yang tinggi. Hujan deras mengakibatkan visibility (jarak pandang) sangat pendek sehingga membahayakan transportasi darat, laut, dan udara.
Selain itu, awan badai juga dapat menimbulkan turbulensi di dekat permukaan Bumi sehingga membahayakan pesawat terbang saat landing. Tidak hanya itu, awan badai juga dapat menimbulkan angin puting beliung dan hujan batu es (hail). Pada beberapa kasus, awan badai sering menimbulkan banjir dan menyebabkan tanah longsor.
Cuaca di Indonesia sangat dipengaruhi oleh muson (monsoon), El Nino dan
La Nina, Madden Julian Oscillation (MJO), serta Dipole Mode (DM). Pengaruh
yang dirasakan biasanya pada saat musim kemarau atau hujan.
Sebagai contoh, musim kemarau yang bersifat kering atau jumlah curah hujan dan hari hujan pada musim kemarau lebih sedikit dibandingkan dengan nilai normalnya. Contoh lain, musim kemarau yang bersifat basah atau jumlah curah hujan dan hari hujan pada musim kemarau lebih besar dibandingkan dengan nilai normalnya.
Sama halnya saat musim hujan. Musim hujan kadang-kadang memiliki jumlah curah hujan dan hari hujan yang sedikit berkurang. Tetapi ada juga jumlah curah hujan dan hari hujan yang sangat besar dibandingkan dengan nilai normalnya.
“Cuaca di Indonesia sangat dipengaruhi oleh
muson (monsoon), El Nino dan La Nina, Madden
Julian Oscillation (MJO), serta Dipole Mode (DM).
Pengaruh yang dirasakan biasanya pada saat
musim kemarau atau hujan.”
Cuaca, Iklim, dan Musim
15 Secara umum, cuaca terdiri dari tujuh unsur sebagai berikut:
• Suhu udara, biasanya dinyatakan dalam satuan oC untuk mengetahui derajat panas atau dingin udara.
• Tekanan udara atau berat massa udara per satuan luas. Biasanya dinyatakan dalam satuan mb (milibar).
• Kelembaban udara atau kandungan uap air di udara yang dinyatakan dalam %.
• Penguapan atau laju uap air yang terbentuk akibat proses pergantian fase cair menjadi uap. Biasanya dinyatakan dalam satuan mm (milimeter).
• Awan atau kumpulan massa tampak yang terdiri dari udara kering dengan butir air atau kristal es pada ketinggian tertentu di atas muka Bumi. Biasanya dinyatakan dalam satuan octaf.
• Hujan atau laju air yang jatuh dari awan ke muka Bumi yang dinyatakan dalam satuan mm.
• Angin atau udara yang bergerak. Biasanya dinyatakan dalam satuan knot untuk kecepatan. Sedangkan untuk arah digunakan mata angin (utara, selatan, barat, timur, tenggara, barat laut, dan barat timur).
2.2. Iklim
Iklim adalah kebiasaan cuaca yang terjadi di suatu tempat atau daerah. Definisi lain, iklim merupakan karakter kecuacaan suatu tempat atau daerah, dan bukan hanya merupakan cuaca rata-rata (Wirjomiharjo dan Swarinoto, BMKG, 2007). Kurun waktu yang sering digunakan untuk menentukan iklim rata-rata sekitar 30 tahun. Iklim memiliki unsur yang sama dengan cuaca.
Iklim di suatu tempat dipengaruhi oleh letak lintang, lereng, ketinggian, serta seberapa jauh jarak tempat tersebut dari perairan dan juga keadaan arus lautnya. Contoh sederhana jika kita merujuk pada dunia, maka wilayah yang berada di dekat garis ekuator Bumi (derajat berlintang rendah atau nol) disebut wilayah beriklim tropis. Sementara itu, wilayah di lintang menengah dan tinggi dikenal sebagai daerah beriklim subropis dan iklim kutub. Ilmu yang mempelajari tentang pola global iklim dan karakteristiknya adalah klimatologi.
Karakter cuaca suatu daerah ditetapkan berdasarkan kriteria keseringan atau probabilitas nilai-nilai satu atau lebih unsur iklim yang ditetapkan, seperti hujan, suhu, dan angin. Atau bisa juga hanya terdiri hujan, suhu, atau penguapan. Setiap daerah memiliki iklim yang berbeda.
16
Gambar 2.4. Komponen sistem iklim, proses, dan interaksinya (Sumber: IPCC, 2007)
Perbedaan iklim tersebut karena Bumi ber-bentuk bundar sehingga sinar Matahari tidak dapat diterima serba sama oleh setiap permu-kaan Bumi. Selain itu, permupermu-kaan Bumi yang beraneka ragam baik jenis maupun bentuk topografi-nya, tidaklah sama dalam merespon radiasi Matahari yang diterimanya.
Sistem iklim Bumi merupakan sebuah sistem interaksi kompleks antara atmosfer, permukaan tanah, salju dan es, lautan dan badan air lainnya (sungai, waduk, rawa, dan lain-lain), serta makhluk hidup. Komponen iklim yang paling mendominasi karakter iklim adalah atmosfer. Skema komponen sistem iklim, proses, dan interaksinya dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Sistem iklim dikatakan seimbang apabila neraca energi di Bumi dalam keadaan seimbang. Sumber energi utama Bumi berasal dari radiasi Matahari. Kesetimbangan energi ini terkait
Presipitasi evaporasi Pertukaran panas Tekanan angin Perubahan di laut:
sirkulasi, muka laut, biogeokimia orografik, penggunaan lahan, vegetasi, ekosistemPerubahan permukaan lahan:
Perubahan cryosfer: salju, tanah beku, es laut, lapisan es, gletser
Permukaan daratan Biosfer Lapisan es Interaksi tanah-biosfer Interaksi daratan-atmosfer Hidrosfer: sungai & danau
Pengaruh aktivitas manusia Radiasi terestrial es laut Interaksi es-laut Hidrosfer: laut Interaksi atmosfer-biosfer
Aktivitas gunung berapi Atmosfer
N2, O2, Ar, H2O, CO2, CH4, N2O, O3, dll. Aerosol
Perubahan di atmosfer:
komposisi, sirkulasi Perubahan dalam siklus hidrologi
“Sistem iklim
Bumi merupakan
sebuah sistem
interaksi kompleks
antara atmosfer,
permukaan
tanah, salju
dan es, lautan
dan badan air
lainnya (sungai,
waduk, rawa, dan
lain-lain), serta
makhluk hidup.”
Cuaca, Iklim, dan Musim
17 dengan keseimbangan radiasi Matahari yang masuk ke Bumi dan radiasi
gelombang panjang yang dipancarkan balik dari Bumi (lihat Gambar 2.5). Jika Bumi kelebihan energi karena terhambatnya radiasi infra merah keluar atmosfer, maka energi tersebut tetap berada di atmosfer. Hal ini terjadi lantaran sistem atmosfer bersifat tertutup. Kelebihan energi tersebut dapat berubah menjadi bentuk energi lainnya sesuai dengan hukum kekekalan energi. Artinya, energi tidak bisa hilang namun berubah dalam berbagai bentuk energi lainnya.
Energi di atmosfer misalnya, dapat berubah menjadi energi kalor, kinetik, dan potensial. Energi kalor berupa panas permukaan. Energi kinetik bisa dalam bentuk peningkatan kecepatan angin. Sedangkan energi potensial berupa peningkatan intensitas hujan. Keseluruhan perubahan bentuk energi tersebut merupakan perubahan parameter iklim. Proses inilah yang menyebabkan terjadinya perubahan iklim akibat dari fenomena pemanasan global.
Iklim di permukaan Bumi dapat dibedakan antara lain:
1. Iklim kutub (polar climate). Iklim ini dicirikan dengan suhu udara yang sangat rendah.
2. Iklim tengah (temperate climate). Iklim jenis ini terdapat di lintang tengah antara kawasan kutub dan kawasan tropis, namun batasnya tidak jelas.
18
3. Iklim subtropis (subtropical climate). Ciri utama dari iklim ini adalah kemarau di musim panas dan hujan di musim dingin.
4. Iklim tropis (tropical climate). Iklim ini dicirikan oleh suhu yang selalu tinggi dan variasi tahunannya kecil.
5. Iklim khatulistiwa (equatorial climate). Ciri iklim ini memiliki variasi suhu harian kecil dan hujan terjadi di sembarang waktu. Di samping itu, dalam setahun musim hujan maksimum terjadi dua kali.
Sementara itu, tipe iklim dapat dibedakan menjadi enam bagian sebagai berikut:
• Iklim benua (continental climate). Iklim ini terjadi di daratan yang luas dan jauh dari wilayah pesisir.
• Iklim bahari (maritime climate). Tipe iklim ini memiliki perbedaan yang kecil antara suhu udara tahunan dan suhu udara harian. Iklim ini juga ditandai dengan adanya pengaruh angin darat dan laut.
• Iklim mediterania (mediterranian climate). Iklim ini bercirikan panas, kering, dan berlawanan dengan iklim monsun.
• Iklim tundra (tundra climate). Iklim ini memiliki suhu udara yang relatif sangat rendah namun tidak tertutup salju.
• Iklim gunung (mountain climate). Iklim jenis ini berada di tempat-tempat tinggi, dimana makin ke atas suhu udaranya makin rendah. Letak wilayah Indonesia sangat menentukan jenis iklim yang terjadi. Secara umum, Indonesia termasuk dalam iklim tropis karena diselimuti
rata-“Iklim Indonesia tergolong unik. Hal itu disebabkan
banyak hal, di antaranya ia berada pada daerah
tropis dan wilayahnya berbentuk kepulauan. Letaknya
yang berada di antara dua samudra (Pasifik dan
Hindia) juga ikut mempengaruhi keunikan iklim di
Indonesia. Karena itulah Indonesia memiliki tiga jenis
pola iklim, yakni iklim monsunal, iklim ekuatorial,
dan iklim sistem lokal.”
Cuaca, Iklim, dan Musim
1 rata suhu udara yang panas dengan perbedaan secara ruang tidak signifikan.
Sebagai Benua Maritim, maka iklim di Indonesia dicirikan dengan suhu udara dan kelembaban udara yang tinggi.
Iklim Indonesia tergolong unik. Hal itu disebabkan banyak hal, di antaranya ia berada pada daerah tropis dan wilayahnya berbentuk kepulauan. Letaknya yang berada di antara dua samudra (Pasifik dan Hindia) juga ikut mempengaruhi keunikan iklim di Indonesia. Karena itulah Indonesia memiliki tiga jenis pola iklim, yakni iklim monsunal, iklim ekuatorial, dan iklim lokal (lihat Gambar 2.6).
Gambar 2.6. Indonesia memiliki tiga daerah dengan pola curah hujan yang berbeda. Zona A
menunjukkan iklim monsunal, B adalah ekuatorial, dan C beriklim lokal.
Unsur iklim yang menarik untuk dikaji di Indonesia adalah curah hujan. Mengapa demikian? Hal itu disebabkan tidak semua wilayah Indonesia mempunyai pola hujan yang sama. Selain itu, curah hujan merupakan parameter iklim yang paling mempengaruhi pola kehidupan masyarakat.
Pola curah hujan di Indonesia dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain monsun, Inter-Tropical Convergence Zone (ITCZ), IODM, ENSO, dan sirkulasi regional lainnya yang terdapat di Samudra Pasifik dan Samudra Hindia. Menu-rut Aldrian dan Susanto (2003), pola curah hujan Indonesia terbagi menjadi tiga daerah utama dengan sebuah wilayah peralihan sebagai berikut:
1. Daerah monsunal (zona A) merupakan pola yang dominan di Indonesia karena melingkupi hampir seluruh wilayah Indonesia. Daerah tersebut memiliki satu puncak pada periode November sampai Maret (November,
20
Desember, Januari, Februari, dan Maret atau NDJFM) yang dipengaruhi oleh monsun barat laut yang basah. Di samping itu, zona tersebut juga memiliki satu palung pada bulan Mei hingga September (MJJAS) yang dipengaruhi oleh monsun tenggara yang kering. Akibatnya, terdapat perbedaan yang jelas antara musim kemarau (curah hujan bulanan di bawah 150 mm) dan musim hujan (curah hujan bulanan di atas 150 mm). Selain itu, daerah A berkorelasi kuat terhadap perubahan suhu permukaan laut (SPL).
2. Daerah ekuatorial (zona B) mempunyai dua puncak pada Oktober-November (ON) dan Maret-Mei (MAM). Rata-rata hujan setiap bulan cukup tinggi, yaitu lebih dari 150 mm. Pola ini dipengaruhi oleh pergeseran ke utara dan selatan dari ITCZ atau titik equinox (kulminasi) Matahari. Puncak hujan biasanya terjadi pada saat posisi Matahari berada di atas suatu wilayah tersebut yang merupakan wilayah Inter-Tropical Convergence Zone (ITCZ).
3. Daerah iklim lokal (zona C) mempunyai satu puncak pada Juni-Juli (JJ) dan satu palung pada November-Februari (NDJF). Pola ini merupakan kebalikan atau berlawanan dari pola di zona A. Pada saat wilayah tipe monsun (zona A) mengalami musim hujan, maka wilayah tipe lokal (zona C) dilanda musim kemarau. Demikian juga sebaliknya, jika di zona C mengalami musim hujan, di zona A malah dilanda musim kemarau. Selain itu, akibat dari kondisi geografisnya terdapat pula wilayah tipe
Gambar 2.7. Pola umum hujan bulanan di Indonesia periode 1971-2000.
Tipe Ekuatorial Tipe Monsun Tipe Ekuatorial Tipe Monsun Tipe Lokal Tipe Lokal Tipe Monsun Tipe Ekuatorial
TIPE EKUATORIAL TIPE LOKAL TIPE LOKAL
TIPE MONSUN
Keterangan:
Batas wilayah tipe hujan Tipe Monsun Tipe Ekuatorial Tipe Lokal 200 0 200 400 Km U S T B 700 600 500 400 300 200 0 100 700 600 500 400 300 200 0 100 J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J M M J S N 700 600 500 400 300 200 0 100 700 600 500 400 300 200 0 100 J M M J S N
Cuaca, Iklim, dan Musim
21 lokal yang memiliki curah hujan cukup rendah sepanjang tahun dengan
rata-rata bulanan kurang dari 150 mm. Di wilayah tipe lokal seperti ini musim kemarau terjadi sepanjang tahun. Salah satu penyebab dari tipe iklim jenis lokal ini adalah interaksi yang kuat dari pulau-pulau kecil di wilayah Maluku dan aliran laut lintas Indonesia (Arlindo) dari Samudra Pasifik menuju Samudra Hindia.
Terkait dengan pola curah hujan di Indonesia, perlu dipahami pengertian musim hujan dan kemarau secara benar dan baik. Umumnya, masyarakat sering mengatakan bahwa musim hujan adalah periode yang sering terjadi hujan. Sedangkan musim kemarau adalah periode yang tidak pernah terjadi hujan.
Contoh menarik adalah ketika terjadi musim kemarau pada tahun 2010. Masyarakat beranggapan, tidak terjadi musim kemarau pada tahun 2010 lantaran hujan kerap mengguyur daerah mereka.
Pemahaman masyarakat yang mengatakan tidak ada musim kemarau tentu saja keliru. Sebab, fakta yang sebenarnya terjadi adalah ada musim kemarau namun kemaraunya basah.
Musim kemarau adalah musim dengan curah hujan kurang dari 50 mm/ dasarian (istilah dasarian atau 10 harian ini akan dijelaskan kemudian) dan diikuti oleh dasarian berikutnya. Sedangkan musim hujan adalah kondisi sebaliknya dengan curah hujan lebih dari 50 mm/dasarian dan diikuti oleh dasarian berikutnya.
Pergantian musim hujan ke kemarau terjadi apabila curah hujan dalam tiga dasarian kurang dari 50 mm diikuti oleh dua dasarian berikutnya. Kemarau basah merupakan istilah yang menggambarkan bahwa musim kemarau tersebut mengalami banyak hujan.
“Musim kemarau adalah musim dengan curah hujan
kurang dari 50 mm/dasarian (istilah dasarian atau 10
harian ini akan dijelaskan kemudian) dan diikuti oleh
dasarian berikutnya. Sedangkan musim hujan adalah
kondisi sebaliknya dengan curah hujan lebih dari 50
mm/dasarian dan diikuti oleh dasarian berikutnya.”
22
2.3. Musim
Musim adalah pembagian waktu setahun yang ditandai oleh adanya perbedaan (perubahan) cuaca, ekologi, dan lamanya penyinaran Matahari (waktu siang). Musim terjadi karena rotasi Bumi pada porosnya dalam mengelilingi Matahari. Rotasi Bumi ini miring sejauh 23,5 derajat dari sumbu tegak lurusnya (lihat Gambar 1.2).
Akibatnya, negara-negara yang jauh dari ekuator atau garis khatulistiwa dalam satu tahun memiliki empat musim; panas, gugur, dingin, dan semi. Se-dangkan negara-negara yang berada dekat dengan ekuator yang beriklim tro-pis, seperti Indonesia, hanya mempunyai dua musim; hujan dan kemarau.
Gambar 2.8. Peta rata-rata awal musim kemarau pada 220 batas zona musim (ZOM) di
Indonesia.
Beberapa hal yang perlu diketahui terkait informasi cuaca dan iklim: • Tidak ada informasi rata-rata curah hujan harian. Yang ada adalah
informasi jumlah curah hujan dan jumlah hari hujan dalam satu bulan.
• Curah hujan 1 mm adalah jumlah air hujan yang jatuh di permukaan per satuan luas (m2) dengan catatan tidak ada yang menguap,
meresap, atau mengalir. Jadi, curah hujan sebesar 1 mm berarti setara dengan 1 liter/m2.
Batas Zona Musim (ZOM)
U
S T B
Keterangan:
Wilayah Non Zona Musim 1,2,3,... = Nomor Non Zona Musim
Dasarian I - III Maret Dasarian I - III April Dasarian I - III Mei
Dasarian I - III Juni Dasarian I - III Juli Dasarian I - III Agustus
Cuaca, Iklim, dan Musim
23 Di indonesia, musim didasarkan atas sering atau jarangnya curah hujan
sehingga dikenal musim hujan dan musim kemarau. Untuk menandai kedua musim tersebut, Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) menggunakan kriteria banyaknya curah hujan selama 10 hari (dasarian).
Penetapan dasarian ini dimulai dari 1 Januari. Dengan demikian dasarian pertama adalah satuan waktu sepuluh hari dari tanggal 1 sampai 10 Januari. Dasarian kedua dari 11 sampai 20 Januari. Sementara itu, dasarian ketiga mulai 21 hingga 31 Januari.
Untuk bulan Februari yang mempunyai jumlah 28 atau 29 hari maka dasarian ketiga adalah dari 21 sampai 28 atau 29 hari. Demikian juga untuk bulan-bulan berikutnya. Jika dalam satu bulan ada 30 hari maka dasarian ketiga adalah 21 sampai 30 pada bulan tersebut.
Awal musim didefinisikan sebagai dasarian awal mulainya musim. Jadi, awal musim hujan adalah dasarian pertama yang memiliki curah hujan sama atau lebih dari 50 mm. Sedangkan awal musim kemarau adalah dasarian pertama yang curah hujannya kurang dari 50 mm.
Panjang musim adalah banyaknya dasarian dari awal musim sampai akhir musim. Baik awal maupun panjang musim tidak sama setiap tahunnya tergantung pada kondisi dan tatanan cuaca lainnya dalam skala besar. Dengan kata lain, awal dan panjang musim di setiap tempat berbeda-beda.
Gambar 2.9. Peta rata-rata permulaan musim hujan pada 220 ZOM di Indonesia.
U
S T B
Keterangan:
Batas Zona Musim (ZOM) Wilayah Non Zona Musim 1,2,3,... = Nomor Non Zona Musim
Dasarian I - III September Dasarian I - III Oktober Dasarian I - III November Dasarian I - III Desember
24
Sesuai dengan letak geografis, Indonesia memiliki variasi musiman. Variasi musiman tersebut dapat terlihat jelas berdasarkan curah hujannya. Oleh karena itu Indonesia dikenal memiliki musim hujan dan kemarau.
Pada umumnya di saat Matahari ada di belahan Bumi selatan (terjadi pada periode Oktober sampai Maret), Indonesia diguyur curah hujan lebih banyak dibandingkan ketika Matahari berada di atas belahan Bumi utara (pada April sampai September). Itulah mengapa, di beberapa wilayah di Indonesia, periode Oktober sampai Maret mengalami musim hujan dan April hingga September bermusim kemarau.
Kondisi tersebut tentu saja tidak sama di antara daerah-daerah yang lain. Berdasarkan analisis BMKG, kondisi musim di berbagai daerah di Indonesia pada tahun 1971 – 2000 menunjukkan perbedaan yang nyata, baik pada awal maupun panjang musimnya (lihatTabel 2.1).
Tabel 2.1. Awal musim hujan dan awal musim kemarau di beberapa tempat di Indonesia pada periode 1971 - 2000.
Lokasi atau daerah
Awal Musim
(dasarian ke-) Panjang Musim (dasarian)
Kemarau Hujan Kemarau Hujan
Pandeglang barat Cilacap Juni II Mei III September III Oktober I 10 15 25 27 Lampung selatan Aceh tengah April III Mei III November III Oktober I 21 13 17 23
Balikpapan Juli I Oktober I 9 31
Gowa Mei II Oktober III 16 20
Karangasem utara Maret II Desember I 26 11
Lombok barat Mei II November III 15 14
Halmahera Juli III Oktober III 18 19
Cuaca, Iklim, dan Musim
25
Dr. Ir. Erizal Jamal
Kepala Bidang Kerja Sama dan Pendayagunaan Hasil Pusat Sosial Ekonomi dan Kebijakan Pertanian Badan Litbang Kementerian Pertanian
Siklus Hidup Petani
Sangat Tergantung
Kondisi Iklim dan Cuaca
D
ilihat dari mata pencaharian, petani masih menjadi kelompok terbesar dari masyarakat Indonesia. Berdasar-kan data Badan Pusat Statistik, selama tahun 2009 jumlah tenaga kerja pertanian diperki-rakan mencapai sekitar 43,0 juta orang atau 42 persen dari total tenaga kerja yang ada.Dari jumlah itu sekitar 40 persen tergolong tidak mampu dan 20 persen di antaranya dikepalai oleh perempuan. Dengan fakta tersebut, jelas bahwa apapun yang terjadi
di sektor pertanian akan mempunyai dampak besar bagi sebagian besar masyarakat Indonesia.
Sebagaimana diketahui, kegiatan pertanian merupakan upaya pemanfaatan sumber daya alam yang sangat erat keterkaitannya dengan kondisi iklim dan cuaca. Kegiatan pengolahan tanah dan persemaian benih padi misalnya, terutama pada petani yang mengusahakan sawah tadah hujan, baru akan dilakukan bila curah hujan sudah mencukupi sehingga tanah dapat diolah dengan bantuan berbagai alat dan benih agar mampu tumbuh dengan baik.
Kondisi ini menyebabkan siklus kehidupan petani sangat tergantung dari kondisi iklim dan cuaca. Selama ini mereka sudah mengatur “jadwal kehidupannya” sesuai siklus iklim selama setahun.
Petani Tasikmalaya dan Garut misalnya, akan meninggalkan kampung halamannya begitu tanaman padi sudah selesai ditanam. Mereka lalu mengadu nasib di kota besar seperti Jakarta dengan berbagai kegiatan
26
informal dan baru pulang lagi bila musim panen telah tiba.
Perubahan iklim yang ditandai antara lain oleh pergeseran awal musim hujan, secara langsung akan mempengaruhi siklus kehidupan petani. Awal kegiatan tanam akan bergeser sehingga akan menggeser siklus mereka dalam mencukupi kebutuhan hidupnya dari usaha non-pertanian. Maklum, mereka semakin sulit mengandalkan hidupnya dari lahan yang semakin terbatas luasannya.
Belum lagi berbagai perubahan dari curah hujan dan lama hari hujan yang berpengaruh secara langsung terhadap kondisi pertanaman sehingga dalam banyak kasus mengancam keberlanjutan usaha tani yang diusahakan. Bila demikian adanya, maka jelas perubahan iklim akan berpengaruh secara nyata pada kehidupan petani.
Berdasarkan kenyataan di atas, pemahaman tentang kejadian perubah-an iklim menjadi penting sekali bagi petperubah-ani. Melalui pemahamperubah-an tentperubah-ang perubahan iklim yang terjadi maka mereka akan siap menghadapinya dengan melakukan berbagai penyesuaian terhadap “jadwal kehidupannya” dan berupaya mencari inovasi untuk dapat beradaptasi dengan kondisi yang baru.
Efek Rumah Kaca, Gas Rumah Kaca, dan Pemanasan Global
27
BAB 3.
S
eperti telah dibahas sebelumnya (Bab 1), atmosfer adalah lapisan gas yang menyelimuti dan melindungi planet Bumi beserta isinya. Tidak bisa dibayangkan Bumi tanpa atmosfer. Seluruh mahluk hidup bakal terbakar oleh sinar Matahari di kala siang hari dan membeku pada malam harinya.Namun dengan selimut atmosfer, Bumi menjadi nyaman dan aman dihuni, baik bagi manusia, hewan, maupun tumbuhan. Atmosfer mampu memper-tahankan suhu udara dalam fluktuasi yang kecil melalui proses efek rumah kaca. Efek rumah kaca ini terjadi karena ada gas rumah kaca di atmosfer.
3.1 Efek Rumah Kaca
Efek rumah kaca terjadi secara alamiah untuk melindungi mahluk hidup di muka Bumi agar nyaman. Tanpa efek rumah kaca, suhu rata-rata Bumi berkisar -19 °C atau 19 oC di bawah suhu air yang membeku (es). Dengan suhu yang teramat dingin tersebut, semua mahluk hidup, termasuk manusia tidak mampu bertahan, tumbuh, dan berkembang.
Fungsi atmosfer menjadi semacam selimut bagi Bumi. Selimut ini memiliki ketebalan yang pas untuk mengisolasi dan menahan tenaga Surya secukupnya sehingga rata-rata suhu dunia menjadi nyaman.
Selimut tersebut terdiri dari sekumpulan gas atmosfer yang disebut gas rumah kaca (GRK). Disebut GRK karena ia menahan panas seperti halnya dinding-dinding kaca dari sebuah rumah kaca.
EFEK RUMAH KACA,
GAS RUMAH KACA,
28
Kehidupan di Bumi tergantung pada tenaga atau panas Matahari. Sekitar 70 persen dari cahaya Matahari berhasil mencapai permukaan Bumi dengan berbagai spektrum panjang gelombang (lihat Gambar 3.1).
Sisanya, yang 30 % radiasi Matahari yang terarah ke Bumi dibelokkan oleh atmosfer bagian luar. Radiasi ini selanjutnya disebarkan kembali ke luar angkasa.
Untuk radiasi Matahari yang mengenai permukaan Bumi, radiasi tersebut diserap baik oleh daratan maupun air. Dari permukaan inilah lalu dipantulkan kembali ke atas dalam bentuk radiasi inframerah.
Panas yang berasal dari radiasi inframerah inilah yang diserap oleh GRK. Dengan demikian, radiasi tersebut tertahan dan tidak terlepas dari atmosfer. GRK, meskipun jumlahnya hanya sekitar 1 % dari atmosfer Bumi, namun ia mampu mengatur iklim kita dengan memerangkap panas dan menahannya seperti halnya selimut udara hangat yang menyelimuti Bumi (Larry West, About.com Guide).
Gambar 3.1. Ilustrasi spektrum cahaya radiasi Matahari. Sekitar 43 % radiasi Matahari berada
pada kisaran panjang gelombang antara 400 – 700 nm atau dikenal dengan cahaya tampak. Sementara itu, 7 - 8 % berada pada kisaran panjang gelombang kurang dari cahaya tampak, yang jumlahnya sedikit tapi sangat penting karena tingginya tenaga per photon (semakin pendek panjang gelombang, kian tinggi tenaganya). Sebanyak 49 – 50 % radiasi Matahari berada pada kisaran panjang gelombang yang lebih dari cahaya tampak, misalnya dekat kisaran inframerah antara 700 – 1.000 nm (http://www.ucar.edu/learn/1_3_1.htm).
Panjang gelombang Radiasi
gelombang pendek gelombang panjangRadiasi
Ener
gi Gelombangmikro Gelombangradio
Profil gelombang Spektrum energi Matahari
UV Radiasiinframerah Cahaya tampak Sinar X 400 nm 700 nm 1 mm 1 m 1 km 100 km 43 %
Efek Rumah Kaca, Gas Rumah Kaca, dan Pemanasan Global
29 GRK yang berada di atmosfer itu berfungsi sebagai penyerap energi
radiasi Matahari. Setelah itu ia melepaskannya di atmosfer dari yang seharusnya dipancarkan kembali ke ruang angkasa. Fungsi tersebut seringkali dikenal sebagai proses efek rumah kaca dimana terjadi pengumpulan energi terkungkung di atmosfer Bumi (lihat Gambar 3.2).
Contoh sederhana untuk memudahkan pemahaman kita mengenai efek rumah kaca adalah panasnya ruang kabin mobil atau bus di siang hari. Kaca yang mengelilingi mobil berfungsi sebagai dinding dari rumah kaca.
Ketika panas radiasi Matahari mengenai kaca tersebut, ia secara leluasa masuk menerobos ke ruang kabin. Sejurus kemudian, panas tersebut diserap dan dipantulkan dari dalam kabin.
Karena dindingnya berasal dari kaca, maka pantulan panas dari kabin tadi terkungkung. Panas tidak dapat keluar kabin lantaran tertahan oleh kaca tadi. Praktis, ruang kabin berubah menjadi panas menyengat. Kaca di mobil ini berperilaku seperti GRK di atmosfer.
Contoh serupa adalah dengan mengilustrasikan kondisi udara di dalam bangunan rumah kaca. Di daerah tropis seperti Indonesia, bangunan rumah
Gambar 3.2. Efek rumah kaca (Sumber: IPCC, 2007).
Radiasi inframerah dipancarkan dari permukaan Bumi Sekitar setengah dari radiasi
sinar Matahari diserap oleh permukaan Bumi dan memanaskan
permukaan Bumi
EFEK RUMAH KACA
Sebagian sinar inframerah yang datang ke Bumi diteruskan melewati atmosfer. Namun, sebagian besar diserap dan dipancarkan kembali ke segala arah oleh awan dan molekul gas rumah kaca. Hal ini mengakibatkan atmosfer di dekat permukaan Bumi semakin panas.
30
kaca ini biasa kita lihat di dataran tinggi yang memang bersuhu udara dingin. Bahkan petani di daerah subtropis atau berlintang tinggi, banyak menggunakan bangunan rumah kaca untuk mendapatkan kehangatan suhu udara yang sesuai bagi tanaman yang dibudidayakannya.
Dinding dan atap yang terbuat kaca dapat menerima panas dari radiasi Matahari. Radiasi tersebut dengan leluasanya menerobos masuk ke dalam ruangan rumah kaca. Ketika sampai di permukaan, panas tersebut lalu diserap dan dipantulkan kembali ke segala penjuru rumah kaca.
Radiasi panas yang dipantulkan lalu terperangkap dan mengumpul di ruangan karena ia memang tidak dapat keluar dari rumah kaca. Dengan kata lain, ia terkungkung di dalam rumah kaca. Akibatnya, suhu udara di dalam rumah kaca jauh lebih tinggi daripada lingkungannya. Fenomena inilah yang disebut efek rumah kaca.
Pada skala mikro, proses penyerapan radiasi Matahari terjadi pada frekuensi atau panjang gelombang yang bersesuaian dengan panjang gelombang atau frekuensi eksitasi antar atom pada molekul GRK seperti karbon dioksida (CO2). Ikatan antar atom itu bereksitasi (bergetar) akibat menyerap energi radiasi yang terpapar.
Semakin banyak jumlah molekul GRK yang terdapat di atmosfer maka akan semakin kuat daya serap atmosfer karena jumlah energi radiasi yang masuk atmosfer Bumi relatif konstan dan hanya bervariasi pada jangka waktu lama. Seperti kita ketahui, jangka waktu (life time) GRK tersebut bertahan di atmosfer sangatlah lama, hingga mencapai ratusan bahkan puluhan ribu tahun.
“Ilustrasi efek rumah kaca dapat dianalogikan
sebagai panas yang timbul di dalam kabin mobil
di siang hari. Kaca yang mengelilingi kabin mobil
berfungsi sebagai dinding dari rumah kaca yang
menerima panas matahari dari luar kabin dan tidak
memantulkannya keluar. Efek yang sama dirasakan
pada penumpang yang berada di kabin mobil
sehingga ruang kabin menjadi panas menyengat.”
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
