Pemanasan global atau sering juga disebut dengan istilah global warming, merupakan fenomena peningkatan suhu udara rata-rata di permukaan Bumi selama satu hingga dua abad terakhir.
Ilmuwan iklim sejak pertengahan abad ke-20 telah mengumpulkan pengamatan terperinci dari berbagai fenomena cuaca, seperti suhu, curah hujan, dan badai.
Mereka juga mengamati pengaruh terkait pemanasan global pada iklim, seperti arus laut dan komposisi kimia atmosfer.
Apa itu pemanasan global?
Perubahan iklim atau pemanasan global adalah perubahan jangka panjang dalam suhu dan pola cuaca rata-rata di bumi yang terutama disebabkan oleh aktivitas manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil (minyak, gas, dan batu bara), deforestasi, dan aktivitas industri.
Perubahan suhu permukaan rata-rata global dan permukaan laut dan tutupan salju belahan Bumi utara selama paruh kedua abad ke-20 dan awal abad ke-21, suhu permukaan rata-rata global meningkat dan permukaan laut naik. Selama periode yang sama, jumlah tutupan salju di belahan Bumi utara menurun.
Data di atas menunjukkan bahwa iklim Bumi telah berubah hampir di setiap skala waktu yang dapat dibayangkan sejak permulaan waktu geologi.
Dan dari pengamatan ini pula didapatkan hipotesis bahwa pengaruh aktivitas manusia setidaknya sejak awal revolusi industri telah memberikan dampak signifikan dalam struktur perubahan iklim.
Apakah kamu ingat mengenai peristiwa banjir di Kalimantan? Atau mungkin gempa di Sulawesi yang baru-baru ini terjadi, tepat saat kita masuk tahun 2021.
Namun, beberapa ahli geologi mengklaim bahwa fenomena banjir di Kalimantan tidak ada kaitannya dengan pemanasan global (global warming).
Pembakaran bahan bakar fosil melepaskan karbon dioksida (CO2) dan gas rumah kaca lainnya ke atmosfer, yang menyebabkan efek rumah kaca, yaitu proses penyerapan panas oleh gas-gas tersebut sehingga memerangkap panas di bumi dan menyebabkan peningkatan suhu rata-rata global.
Data penelitian terbaru tentang pemanasan global
Sebagian besar komunitas ilmiah, termasuk the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) yang dibentuk pada tahun 1988 oleh Organisasi Meteorologi Dunia (WMO) dan the United Nations Environment Program (UNEP) turut membuka suara terkait perubahan iklim yang kian ekstrem.
Tahun 2013, IPCC melaporkan bahwa selang waktu antara 1880 dan 2012 menunjukkan peningkatan suhu permukaan rata-rata global sekitar 0,9°C (1,5°F). Kenaikan mendekati 1,1°C (2,0°F) bila diukur terhadap suhu relatif rata-rata praindustri, yaitu masa sebelum masuk zaman industri, yakni sekitar 1750-1800.
Sejak akhir abad ke-19, suhu rata-rata global telah meningkat sekitar 1,2°C. Menurut Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), dekade 2010–2019 adalah dekade terpanas yang pernah tercatat, dengan tahun 2020 sebagai salah satu tahun terpanas, meskipun ada fenomena pendinginan sementara yang disebabkan oleh La Niña.
Sebuah laporan khusus dari IPCC pada 2018 memperkuat keberadaan laporan ini lebih lanjut. Laporan mencatat bahwa manusia dan aktivitas manusia telah bertanggung jawab atas kenaikan suhu rata-rata di seluruh dunia antara 0,8 dan 1,2°C (1,4 dan 2,2 °F) dari pemanasan global sejak masa pra-industri.
Sebagian besar pemanasan yang diamati selama paruh kedua abad ke-20 dapat dikaitkan dengan aktivitas manusia. Diperkirakan bahwa suhu permukaan rata-rata global akan meningkat antara 3-4°C (5,4 dan 7,2°F) pada tahun 2100 dibandingkan dengan rata-rata 1986-2005 jika emisi karbon terus berlanjut pada laju saat ini.
Kenaikan suhu diprediksi berdasarkan pada berbagai kemungkinan skenario yang memperhitungkan emisi gas rumah kaca di masa depan. Langkah-langkah mitigasi (pengurangan keparahan) dan ketidakpastian dalam proyeksi model ini juga tururt diperhitungkan.
Beberapa ketidakpastian utama termasuk peran yang tepat dari proses umpan balik dan dampak polutan industri yang dikenal sebagai aerosol yang memiliki pengaruh sangat krusial dalam laju pemanasan global.
Baca juga: Dampak Pemanasan Global (Global Warming)
Faktor alami penyebab pemanasan global
Efek rumah kaca
Suhu permukaan rata-rata Bumi dapat terjaga karena adanya keseimbangan berbagai bentuk radiasi matahari dan terestrial. Radiasi matahari sering disebut radiasi gelombang pendek karena frekuensi radiasi relatif tinggi dan panjang gelombang relatif pendek.
Sebaliknya, radiasi terestrial sering disebut radiasi gelombang panjang karena frekuensinya relatif rendah dan panjang gelombangnya relatif panjang dan berada di bagian spektrum inframerah.
Energi matahari yang bergerak ke bawah biasanya diukur dalam watt per meter persegi. Energi dari total radiasi matahari yang masuk di bagian atas atmosfer bumi (yang disebut “konstanta matahari“) kira-kira berjumlah 1.366 watt per meter persegi per tahun.
Fakta menyatakan bahwa hanya setengah dari permukaan planet yang menerima radiasi matahari pada waktu tertentu, insolasi permukaan rata-rata adalah 342 watt per meter persegi per tahun.
Jumlah radiasi matahari yang diserap oleh permukaan bumi hanyalah sebagian kecil dari total radiasi matahari yang masuk ke atmosfer.
Untuk setiap 100 unit radiasi matahari yang masuk, sekitar 30 unit dipantulkan kembali ke luar angkasa oleh awan, atmosfer, atau daerah reflektif permukaan bumi. Sebanyak 70 unit radiasi matahari yang tidak dipantulkan dapat diserap oleh atmosfer, awan, atau permukaan.
Kapasitas reflektif tersebut dinamakan planetary Albedo, dan memiliki ketetapan yang tidak sama sepanjang waktu, karena jangkauan spasial dan distribusi formasi reflektif, seperti awan dan lapisan es, dapat berubah.
Dengan tidak adanya faktor lain lebih lanjut, untuk menjaga keseimbangan termodinamika, permukaan dan atmosfer bumi harus memancarkan 70 unit yang sama ini kembali ke luar angkasa.
Suhu permukaan bumi (dan suhu lapisan bawah atmosfer yang pada dasarnya bersentuhan dengan permukaan) terkait dengan besarnya emisi radiasi yang keluar ini menurut hukum Stefan-Boltzmann.
Adanya efek rumah kaca dapat memperumit perhitungan pantulan radiasi tersebut. Gas rumah kaca, terutama karbon dioksida (CO2), metana (CH4), dan nitrous oksida (N2O) dapat menyerap sebagian radiasi infra merah yang dihasilkan oleh permukaan bumi.
Karena penyerapan radiasi, sebagian pecahan dari 70 satuan yang semula tidak langsung lepas ke angkasa dapat memancarkan jumlah radiasi yang sama yang mereka serap. Selain itu, radiasi ini dipancarkan secara merata ke semua arah (yaitu, ke bawah maupun ke atas).
Untuk menjaga keseimbangan, permukaan bumi dan atmosfer yang lebih rendah harus memancarkan radiasi lebih dari 70 unit semula. Akibatnya, suhu permukaan harus lebih tinggi. Proses ini tidak persis sama dengan proses yang mengatur gas rumah kaca, tetapi efek akhirnya serupa.
Kehadiran gas rumah kaca di atmosfer menyebabkan pemanasan global dan bagian bawah atmosfer (dan pendinginan lebih tinggi di atmosfer) terhadap apa pemanasan global jika tidak ada gas rumah kaca.
Hal yang menjadi kontroversi adalah efek rumah kaca apa yang ditingkatkan berkaitan dengan peningkatan konsentrasi gas rumah kaca yang disebabkan oleh aktivitas manusia.
Secara khusus, pembakaran bahan bakar fosil meningkatkan konsentrasi gas rumah kaca utama di atmosfer, dan konsentrasi yang tinggi ini berpotensi meningkatkan suhu atmosfer beberapa derajat.
Gaya radiasi
Berdasarkan pembahasan di atas tentang efek rumah kaca, jelas bahwa suhu permukaan bumi dan atmosfer yang lebih rendah dapat dimodifikasi dengan tiga cara:
- Melalui peningkatan bersih radiasi matahari yang masuk ke bagian atas atmosfer bumi
- Melalui perubahan fraksi radiasi yang mencapai permukaan
- Melalui perubahan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer.
Dalam setiap kasus, pemanasan global dapat dianggap yang dijuluki sebagai istilah “pemancaran radiasi”. Seperti yang didefinisikan oleh IPCC, pemancaran radiasi adalah ukuran pengaruh faktor iklim tertentu terhadap jumlah energi radiasi yang diarahkan ke bawah yang menimpa permukaan bumi.
Faktor iklim dibagi antara faktor-faktor yang terutama disebabkan oleh aktivitas manusia (seperti emisi gas rumah kaca dan emisi aerosol) dan yang disebabkan oleh kekuatan alam (seperti radiasi matahari); kemudian, untuk setiap faktor, yang disebut nilai pemaksaan dihitung untuk periode waktu antara 1750 dan hari ini.
Rata-rata, sekitar 342 watt radiasi matahari mengenai setiap meter persegi permukaan bumi per tahun, dan kuantitas ini dapat dikaitkan dengan naik atau turunnya suhu permukaan bumi.
Suhu di permukaan juga dapat naik atau turun melalui perubahan distribusi radiasi terestrial (yaitu radiasi yang dipancarkan oleh Bumi) di dalam atmosfer sehingga memengaruhi terjadinya pemanasan global.
Dalam beberapa kasus, pemancaran radiasi berasal dari alam, seperti letusan eksplosif dari gunung berapi di mana gas dan abu yang dilepaskan menghalangi sebagian radiasi matahari dari permukaan atmosfer.
Dalam kasus lain, pemancaran radiasi memiliki asal antropogenik, atau secara eksklusif manusia. Misalnya, peningkatan antropogenik dalam karbondioksida, metana, dan nitrat oksida diperkirakan mencapai 2,3 watt per meter persegi.
Ketika semua nilai gaya radiasi positif dan negatif digabungkan dan semua interaksi antara faktor iklim diperhitungkan, total peningkatan radiasi permukaan akibat aktivitas manusia sejak awal revolusi industri adalah 1,6 watt per meter persegi.
Baca juga: Regulasi Carbon Capture and Storage (CCS) untuk Keberlanjutan Indonesia
Penyebab pemanasan global karena faktor aktivitas manusia
Aktivitas manusia telah memengaruhi suhu permukaan global dengan mengubah keseimbangan radiasi bumi pada berbagai skala waktu dan pada berbagai skala spasial.
Pengaruh antropogenik yang paling dalam dan terkenal adalah peningkatan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer. Manusia juga mempengaruhi iklim dengan mengubah konsentrasi aerosol dan ozon dan dengan memodifikasi tutupan lahan di permukaan bumi.
Beberapa aktivitas manusia sangat memengaruhi perubahan iklim akibat pemanasan global. Apakah kamu menyadari jika kamu mungkin salah satunya?
Ada beberapa cara di mana perubahan penggunaan lahan dapat mempengaruhi iklim. Pengaruh paling langsung adalah melalui perubahan Albedo Bumi, atau reflektansi permukaan. Misalnya, penggantian hutan dengan lahan pertanian dan padang rumput di garis lintang tengah selama beberapa abad terakhir telah menyebabkan peningkatan albedo.
Hal tersebut menyebabkan refleksi yang lebih besar dari radiasi matahari yang masuk di wilayah tersebut. Penggantian hutan oleh pertanian ini telah dikaitkan dengan perubahan pemancaran radiasi rata-rata global sekitar –0,2 watt per meter persegi sejak 1750.
Di Eropa dan wilayah pertanian utama lainnya, konversi penggunaan lahan tersebut dimulai lebih dari 1.000 tahun yang lalu dan telah berlangsung hampir selesai. Untuk Eropa, pancaran radiasi negatif akibat perubahan penggunaan lahan mungkin besar, mungkin mendekati –5 watt per meter persegi.
Pengaruh penggunaan lahan awal pada pemancaran radiasi dapat membantu menjelaskan periode pendinginan yang lama di Eropa mengikuti periode kondisi yang relatif ringan sekitar 1.000 tahun yang lalu. Secara umum diyakini bahwa suhu sedang dari “periode hangat abad pertengahan” ini, diikuti oleh periode pendinginan yang lama menyaingi suhu di Eropa abad ke-20.
Perubahan tata guna lahan juga dapat memengaruhi iklim melalui pertukaran panas antara permukaan bumi dan atmosfer. Misalnya, vegetasi membantu penguapan air ke atmosfer melalui evapotranspirasi. Dalam proses ini, tanaman mengambil air cair dari tanah melalui sistem akarnya. Akhirnya air ini dilepaskan melalui transpirasi ke atmosfer, sebagai uap air melalui stomata di daun.
Meskipun penggundulan hutan umumnya menyebabkan pendinginan permukaan karena faktor albedo yang dibahas di atas, permukaan tanah juga dapat menjadi hangat sebagai akibat dari pelepasan panas laten melalui proses evapotranspirasi.
Kepentingan relatif dari kedua faktor tersebut, yang satu memberikan efek pendinginan dan yang lainnya efek pemanasan, bervariasi menurut musim dan wilayah.
Sementara efek albedo cenderung mendominasi di garis lintang tengah, terutama selama periode dari musim gugur hingga musim semi, efek evapotranspirasi mungkin mendominasi selama musim panas di garis lintang tengah dan sepanjang tahun di daerah tropis. Kasus terakhir ini sangat penting dalam menilai dampak potensial dari deforestasi tropis yang berkelanjutan.
Laju deforestasi di wilayah tropis juga berhubungan dengan proses penyerapan karbon,, penyimpanan jangka panjang karbon di bawah tanah dan biomassa, bukan di atmosfer. Dengan menghilangkan karbon dari atmosfer, penyerapan karbon berperan untuk mengurangi pemanasan global.
Deforestasi berkontribusi pada pemanasan global, karena lebih sedikit tanaman yang tersedia untuk mengubah karbondioksida dari atmosfer.
Selain itu, saat pohon tumbang, semak, dan tanaman lain dibakar atau dibiarkan perlahan membusuk, mereka akan melepaskan karbon dioksida yang mereka simpan selama masa hidup mereka.
Selain itu, setiap perubahan penggunaan lahan yang memengaruhi jumlah, distribusi, atau jenis vegetasi di suatu wilayah dapat memengaruhi konsentrasi aerosol biogenik. Meskipun dampak perubahan tersebut terhadap iklim dan pemanasan global tidak langsung berpengaruh dan relatif kecil.
Selain alih fungsi lahan, kegiatan manusia banyak menyebabkan percepatan peningkatan suhu atmosfer. Salah satunya fracking tower, yaitu metode pengeboran kontroversial yang menggunakan cairan bertekanan tinggi untuk membuat retakan pada lapisan batu serpih di bawah tanah guna mengekstraksi gas alam dan minyak bumi. Metode ini sering menimbulkan perdebatan karena dampak lingkungan yang ditimbulkannya, termasuk risiko pencemaran air tanah dan peningkatan aktivitas seismik.
Selain itu, emisi karbon yang dihasilkan dari bahan bakar fosil, seperti gas alam dan minyak bumi yang diekstraksi melalui fracking, berkontribusi signifikan terhadap pemanasan global dan perubahan iklim. Penggunaan bahan bakar fosil melepaskan gas rumah kaca ke atmosfer, memperburuk efek rumah kaca dan mempercepat peningkatan suhu global.
Tertarik untuk belajar lebih lanjut? Kamu bisa belajar pertanian modern sekaligus juga berperan sebagai penggerak mitigasi iklim dengan bergabung dalam komunitas Angphot. Selengkapnya lihat ketentuan dalam halaman kami. Katalog produk pertanian inovasi dari pengelolaan food waste dan hidroponik, serta karya kreatif bisa kamu lihat di Katalog Angpot.
