dengan gelombang pendek, yaitu cahaya tampak dan UV dapat menembus kaca, sedangkan IM dipantulkan oleh kaca. Kalor radiasi gelombang pendek diserap oleh tanah
dan tanaman menjadi hangat. Tanah dan tanaman yang hangat dapat kita golongkan sebagai sumber kalor yang lebih dingin dibandingkan dengan matahari yang suhunya
sangat tinggi. Tanah dan tanaman sebagai sumber kalor yang lebih dingin pada gilirannya akan memancarkan kembali kalor yang diserapnya dalam bentuk radiasi IM dengan
panjang gelombang yang lebih panjang. Energi dari kalor radiasi IM yang dipancarkan kembali oleh tanah dan tanaman ini tidak mampu menembus kaca. Energi ini diserap oleh
molekul-molekul udara dalam kaca sehingga suhu udara dalam rumah kaca meningkat. Ini membuat suhu dalam rumah kaca dapat tetap hangat dibandingkan suhu luarnya.
Keadaan ini membuat tanaman dalam rumah kaca dapat tumbuh subur.
Efek seperti rumah kaca ini Anda alami ketika mobil diparkir pada siang hari terik di bawah sinar matahari dengan jendela kaca tertutup rapat. Ketika Anda masuk ke dalam
mobil pada sore hari saat matahari sudah tidak bersinar, Anda merasakan bahwa suhu di dalam mobil lebih hangat dibanding suhu udara di luar mobil.
2. Efek Rumah Kaca
Sinar matahari sampai ke permukaan bumi setelah melalui atmosfer bumi. Atmosfer berfungsi menyaring, menyerap, dan memantulkan radiasi sinar matahari yang datang
padanya, seperti ditunjukkan pada Gambar 9.4. bumi memantulkan rata-rata 30 dari radiasi sinar matahari, dua pertiganya atau sekitar 20 dipantulkan oleh awan, 6
dihamburkan oleh partikel-partikel udara, dan 4 dipantulkan oleh permukaan bumi. Tentu saja presentase radiasi yang dipantulkan bumi bergantung pada jangkauan
penutupan awan, jumlah debu atmosfer, dan luas salju serta tumbuh-tumbuhan pada
permukaan. Perubahan besar dari variabel-variabel itu dapat meningkatkan atau mengurangi pemantulan radiasi matahari, yang akhirnya mengarah ke peningkatan
pemanasan atau pendinginan atmosfer. Seperti ditunjukkan pada Gambar 9.4, setelah melalui penyaringan, penyerapan, dan
pemantulan, hanya setengah dari radiasi matahari yang diserap oleh permukaan bumi. Bebatuan, tanah, dan air menyerap energi radiasi matahari yang sampai kepdanya,
sehingga daratan menjadi hangat. Seperti pada rumah kaca, material-material batuan, tanah, dan air ini akan berfungsi sebagai sumber kalor yang lebih dingin disbanding
matahari. Pada gilirannya material sebagai sumber dingin ini akan memancarkan kembali energy yang diserapnya menuju ke atmosfer dalam bnetuk radiasi IM yang memiliki
panjang gelombang lebih panjang. Frekuensi radiasi IM yang dipancarkan oleh material- material di permukaan bumi ke atmosfer sesuai dengan beberapa frekuensi alami getaran-
getaran molekul-molekul gas rumah kaca terutama karbon dioksida dan uap air.
Kesesuaian frekuensi tersebut menyebabkan radiasi IM yang dipancarkan oleh permukaan bumi dengan mudah diserap oleh molekul-molekul gas rumah kaca seperti
karbon dioksida dan uap air. Energy IM yang diserap menyebabkan peningkatan energy kinetic molekul-molekul gas rumah kaca, yang kemudian ditunjukkan dengan
peningkatan suhu. Sekarang molekul-molekul gas rumah kaca dalam atmosfer dapat memancarkan radiasi IM mereka sendiri kesegala arah. Sejumlah radiasi yang
dipancarkan diserap oleh molekul-molekul lain dalam atmosfer, sebagian kecil
dipancarkan ke angkasa, dan sejumlah radiasi lainnya dipancarkan kembali ke permukaan bumi. Secara total dapat dikatakan bahwa sejumlah kecil radiasi IM menghilang ke luar
angkasa, sedangkan sejumlah besar diarahkan lagi kembali kepermukaan bumi untuk meningkatkan suhu permukaan bumi.
Proses pemanasan atmosfer bagian bawah oleh penyerapan radiasi gelombang pendek matahari dan pemancaran kembali berbentuk radiasi gelombang panjang infra merah,
inilah yang disebut efek rumah kaca
greenhouse effect
. Disebut efek rumah kaca karena pemncaran kembali radiasi IM yang dihasilkan permukaan bumi oleh atmosfer menuju ke
permukaan bumi kembali untuk menghangatkan bumi mirip dengan terkurungnya radiasi IM yang dipancarkan kebali oleh tanah dan tanaman dalam rumah kaca. Ilustrasi efek
rumah kaca ditampilkan pada Gambar 9.5 pada halaman 402. Efek rumah kaca diusulkan oleh
Joseph Fourier
pada tahun 1824, ditemukan pada tahun 1860 oleh
John Tyndall
, dan pertama kali diselidiki secara kuantitatif oleh
Svante Arrheniud
pada tahun 1896, serta diselidiki lebih lanjut pada tahun 1930 smapai dengan tahun 1960 oleh
Guy Stewart Callender
.
Efek rumah kaca alamiah sudah diatur oleh yang maha kuasa sehingga seluruh makhluk hidup di bumi yang diciptakanNya. Jika tidak ada efek rumah kaca alamiah
ciptaan Tuhan ini suhu rata-rata bumi siang-malam, musim dingin-musim panas kira- kira akan mencapai -20
o
C. jika ini yang terjadi maka kehidupan makhluk hidup seperti
saat ini tidak mungkin berlangsung. Dengan kata lain bumi tidak layak untuk mendukung kehidupan. Sebagai perbandingan, planet Mars dengan lapisan atmosfer tipis dan tidak
memiliki efek rumah kaca, bersuhu rata-rata -32
o
C. Itulah sebabnya kita tidak menjumpai kehidupan di planet Mars.
Walaupun fungsi gas rumah kaca sama dengan fungsi rumah kaca, yaitu mencegah suhu dipermukaan tetap hangat sekalipun tidak ada sinar matahari, tetapi analogi
menyamakan efek rumah kaca yang terjadi di bumi dengan yang tejadi dalam rumah kaca dapat menyesatkan. Pada rumah kaca, kaca mengizinkan radiasi matahari dengan panjang
gelombang pendek untuk lewat kedalam rumah kaca. Energy ini diserap oleh tanah dan tumbuh-tumbuhan dan kemudian dipancarkan kembali sebagai radiasi IM dengan
panjang gelombang yang lebih panjang. Akan tetapi, radiasi IM ini tidak diizinkan keluar oleh lapisan kaca pada rumah kaca. Dengan kata lain kaca dari rumah kaca “mengurung”
radiasi IM yang dipancarkan kembali oleh tanha dan tumbuh-tumbuhan. Sebaliknya, molekul-
molekul karbon dioksida dan uap air tidak “mengurungkan” radiasi IM melainkan terlibat dalam proses penyerapan dinamis dan pemancaran kembali radiasi IM
kembali kearah bawah sehingga meningkatkan suhu permukaan bumi. Semakin banyak molekul-molekul karbon dioksida dan uap air yang terlibat dalam proses dinamis ini
semakin banyak radiasi IM yang diarahkan kembali ke permukaan bumi. Sebagai akibatnya suhu permukaan bumi akan meningkat lebih besar. Sebaliknya, lapisan-lapisan
kaca pada rumah kaca tidak meningkatkan suhu pada rumah kaca secara berarti. Faktor pemanasan dalam rumah kaca sebenarnya adalah lapisan kaca menahan konveksi kalor
yang akan terjadi dengan cara mengurungkan kalor radiasi tetap didalam rumah kaca. Proses ini tidak terjadi dengan kehadiran karbon dioksida dan uap air di atmosfer.
3. Pemanasan global
