Atmosfer Bumi dan Iklim. Pertanyaan Penting Pemanasan Global sedang terjadi: Bagian mana kita berperan?

Atmosfer Bumi dan Iklim

Pertanyaan Penting

Studi Kasus:

Pemanasan Global dan Polar Bears

Teluk Hudson

Apakah suhu global sedang

meningkat?

• Ya, meningkat secara menyeluruh • Apakah suhu meningkat terus?

• Dalam 100 tahun terakhir, rata-rata tahunan suhu global telah meningkat kira-kira 0.6°C • Juga peningkatan pemanasan lebih cepat

• Gambaran keseluruhan mendukung sudut pandang bahwa pemanasan global sedang terjadi

Apa Penyebab Perubahan Iklim dan Apa

yang Membuatnya Semakin Panas?

• Beberapa studi tentang inti-inti es

menunjukkan bahwa suhu permukaan bumi bervariasi dari waktu ke waktu

• Jawabannya terletak pada keseimbangan energi Bumi antara jumlah energi yang datang dari matahari dan jumlah energi yang dipancarkan oleh bumi

• Albedo: Persentase cahaya yang diterima oleh permukaan adalah yang dipantulkan dan yang disebarkan

• Energi mempunyai jalur yang kompleks dari permukaan bumi ke ruang angkasa

• Obyek yang lebih hangat, lebih banyak energi yang dipancarkan

Variasi dalam Energi Matahari Mungkin

yang Menjadi Alasan Pemanasan Global

• Energi matahari tampaknya bervariasi sepanjang waktu

Gunung Berapi dapat Merubah Iklim

• Letusan gunung berapi mendinginkan iklim dalam 2 cara:

- Debu atmosfer memantulkan sinar matahari ke ruang angkasa

- Partikel debu yang lebih kecil menyebabkan

kondensasi air permukaan dan pembentukan awan- awan

Debu Hasil Aktifitas Kita Juga

Mendinginkan Iklim

• Pencemaran partikel aerosol mengurangi

jumlah sinar matahari yang mencapai bumi • Emisi telah mengurangi pemanasan global

Variasi Aliran Samudera mungkin

Berakibat pada Iklim

• Aliran samudera dan angin yang kencang

menghangatkan atau mendinginkan planet kita • The Gulf Stream: Sirkulasi samudera yang

El Niño: Sebuah Fenomena terkait

dengan Aliran Samudera

• Perubahan iklim terkait dengan variasi dari aliran laut adalah Osilasi Selatan (Southern Oscillation)

• Semakin mendinginnya air permukaan dan mendukung populasi burung dan ikan-ikan.

• El Niño terjadi ketika upwellings berjalan lambat atau berhenti

• El Niño penting untuk 2 alasan:

– Karena kejadiannya menyeluruh (global)

– Sepertinya menjadi lebih umum dan lebih intens

Efek Rumah Kaca, dan Bagaimana

dapat Menghangatkan Permukaan

Bumi

• Suhu permukaan bumi ditentukan oleh 4 faktor utama:

1. Jumlah sinar matahari yang diterima bumi

2. Jumlah sinar matahari yang dipantulkan bumi 3. Retensi panas oleh atmosfer

• Playing Ping-Pong with infrared rays:

- Energi sinar matahari mencapai bumi

- Permukaan bumi memantulkan energi kembali ke atmosfer

• Greenhouse gases (gas rumah kaca) baik dalam mengabsorbsi radiasi inframearh

• Termasuk uap air, carbon dioxide, methane, nitrogen oxides, ozone dan

chlorofluorocarbons (CFCs)

• Gas rumah kaca menahan panas sebanyak kaca jendela seperti dalam rumah kaca

• Hanya sedikit gas yang mempunyai efek yang besar pada suhu.

• Efek rumah kaca menahan bumi menjadi lebih hangat

• Gas-gas menghasilkan gas efek rumah kaca pada planet-planet lain juga

Gas-gas Rumah Kaca Meningkat

• Kita adalah bagian dari alasan itu

• Carbon dioxide telah miningkat di atmosfer dalam beberapa waktu

• Pertama kali diusulkan pada awal abad ke 19 • 1957: Sebuah pengamatan (observatory)

didirikan di Mauna Loa Volcano, Hawaii

• Para ilmuwan sekarang dapat memperkirakan konsentrasi CO2 di atmosfer kuno:

- Mengukur konsentrasi di gelembung udara yang terperangkap dalam lapisan-lapisan es kutup

• Manusia menambah CO2 di udara dengan cara:

- Membakar bahan bakar fossil dan kayu

- Perubahan utama dalam perubahan penggunaan tanah, yaitu penebangan hutan dan penggunaan

• Konsentrainya dua kali lipat dalam 200 tahun terakhir

• Manusia dapat menambah metana di atmosfer dengan cara:

- Meningkatnya habitat dimana methana diproduksi oleh kehidupan bakteri

- Meningkatnya jumlah peliharaan hewan ternak (sapi, dsb).

- Pembakaran dan pemrosesan bahan bakar fosil

- Pengrusakan tanah basah (berkurangnya penumpukan methana)

- Meningkatnya besaran timbunan tanah dan penyimpanan materi organik.

• Sekali pemikiran yang tidak berbahaya

• Peningkatan sekitar 5 % per tahun ke atmosfer • Penggunaan propellan dilarang di U.S. Pada

1978

• Protocol Montreal tahun 1987 sebagai

kesepakatan internasional untuk mengurangi dan menghilangkan produksi CFCs

• Meningkatnya di atmosfer dan sepertinya berkontribusi sebanyak 5 % dari efek

anthropogenic rumah kaca

Ozone

• Adalah gas yang berkontribusi terhadap rumah kaca, tetapi sulit ditentukan persentase efek

Apakah menjadi penting jika bumi

bertambah sedikit Panas?

• Perubahan pada atmosfer berakibat kepada makhluk hidup dan habitat

• Langkah-langkah untuk meramalkan efek:

– Ramalan berubah pada iklim dan kondisi fisik lautan dan permukaan tanah

• Model komputer merupakan alat ilmiah utama

pada tahap awal • Hasil model: pemanasan global akan menambah suhu permukaan bumi sebesar 1.5 to 4.5°C dari 1990 sampai 2100

Efek Peningkatan Permukaan Air Laut

• Meningkat secara alami sejak jaman es terakhir • Peningkatan kerusakan akibat badai-badai besar

Pemansan Global Mempengaruhi Iklim

Bumi

• Gunung es mencair ketika pusat puncak es Antartika tumbuh

• Berubahnya frekuensi dan intensitas badai- badai

• Perubahan iklim lain:

- contoh : winter yang lebih basah, lebih panas dan summer yang lebih panas serta meningkatnya

Pertanian

• Mungkin secara serius berefek pada persediaan pangan dunia

• Wilayah pertanian yang terbaik tidak lagi berada di Amerika Utara

• Kumpulan salju pada musim dingin akan menjadi lebih sedikit air

Penurunan Water Tables dan

Reservoirs

• Dapat mengakibatkan berkurangnya suplay air secara serius

• Penggunaan air di beberapa region telah tidak sustainable

Perubahan Biologis dan Ecologis

• Biosphere berubah akibat kerusakan ekosistem • Musim semi datang dua minggu lebih awal

• Musing semi yang lebih awal mengganggu beberapa species

• Beberapa species berubah beberapa wilayah jelajah geografisnya

Migrasi Species

menyebarkan

Penyakit

• Contoh: Perubahan areal penyakit yang terbawa nyamuk

• Virus West Nile adalah contoh dari sebaran penyakit akibat pemanasan global:

- Winters yang lebih hangat menyimpan nyamuk lebih banyak pada lokasi air tenang

- Spring yang kering meningkatkan air permukaan bagi nyamuk dan konsentrasi burung

- Nyamuk dengan virus menggigit burung yang tidak terinfeksi

- Bururng yang terinfeksi digigit oleh nyamuk yang tidak terinfeksi, dan menyebarkan virus

- Summer yang panas dan basah menyebabkan

kedewasaan dan pertumbuhan yang cepat populasi nyamuk

Species yang Hampir Punah

• Apa yang terjadi pada spesies yang tidak daapt migrasi atau beradaptasi?

• Studi Kasus: Kirtland’s Warbler

• Kirtland’s warblers membutuhkan habitat khusus

– Bersarang hanya dalam jack-pine woodlands muda

• Untuk menyelamatkan burung ini , diperlukan, 38,000 acres yang disiapkan pada di Michigan

• Simulasi komputer memperlihatkan bahwa that jack pine tidak dapat tumbuh disana pada iklim pemanasan global

Peningkatan Suhu yang lambat

• Mengurangi produksi dan luaran gas rumah kaca

• Menemukan cara untuk menyimpan (sequester

/store) gas rumah kaca

Mitigasi Pemanasan Global

• Toronto 1988: rekomendasi ilmuan dengan

penurunan sebesar 20% emisi CO2 pada tahun 2005 • Earth Summit 1992: Blueprint untuk mengurangi

emisi global

• Kyoto 1997: Mengumpulkan batasan emisi secara legal

• Kita telah tidak memiliki lagi alasan • Apa yang telah dilaksanakan di USA?

Pengurangan dari efek Pemanasan

Global

• • • •

Memindahkan beberapa spesies ke habitat baru Membuat preservasi alam yang baru

Membangun koridur kehidupan yang liar

Membentuk varian baru untuk memperbaiki pertanian

ATMOSFER DAN IKLIM BUMI

References

• Keller EA, Botkin DB. Earth Atmosphere and

Climate, in: Essential Environmental Science. John Wiley & Sons, Inc. USA. 2008; p. 267-