4.4 Perubahan Suhu Global Akibat Gas Rumah Kaca
Gas rumah kaca diartikan sebagai gas yang terdapat di atmosfer yang dapat
menyerap dan memancarkan radiasi. Proses tersebut merupakan penyebab mendasar dari
efek rumah kaca Prather dan Ehhalt 2001. Efek rumah kaca adalah fenomena alam
yang mengisolasi bumi dari udara di luar angkasa. Radiasi matahari yang datang akan
diserap dan dipancarkan kembali oleh bumi, maka dengan adanya gas rumah kaca maka
tidak semua panas dari radiasi tersebut keluar dari atmosfer sehingga bumi berada
pada suhu yang nyaman untuk ditinggali UMCH 2010.
Seiring dengan meningkatnya kegiatan industri semenjak revolusi industri pada
tahun 1750, konsentrasi gas rumah kaca mengalami peningkatan. Efek rumah kaca
menyebabkan peningkatan rata-rata suhu global pemanasan global. Peningkatan
suhu tergambar pada Gambar 6. Garis merah yang merupakan nilai rataan di setiap
tahunnya mengalami variasi yang semakin lama semakin meningkat. Kenaikan tersebut
terus
terjadi seiring dengan
semakin tingginya
peningkatan konsentrasi
gas rumah kaca di atmosfer. Laporan IPCC
tahun 2007 mengemukakan bahwa selama 100 tahun terakhir 1906-2005 temperatur
permukaan bumi rata-rata telah naik sekitar 0.74
o
C, dengan pemanasan yang lebih besar pada daratan dibandingkan lautan. Tingkat
pemanasan rata-rata selama 50 tahun terakhir hampir dua kali lipat dari yang
terjadi pada 100 tahun terakhir diakibatkan oleh peningkatan konsentrasi gas rumah
kaca di atmosfer.
Grafik Gambar 6 menunjukan rata-rata suhu tahunan menurun yaitu pada periode
1940 –1970. Pada periode ini suhu justru
mengalami penurunan ketika konsentrasi CO
2
dan gas rumah kaca lainnya mengalami peningkatan. Hal ini dipengaruhi oleh
aktivitas matahari siklus bintik matahari yang juga mengalami penurunan selama
siklusnya.
Aktivitas matahari dan anomali suhu memiliki
korelasi yang
positif dan
berpengaruh terhadap fluktuasi suhu global Sibian et al. 2005. Pada tahun 1950
diketahui bahwa siklus bintik matahari mengalami
titik minimum
dan baru
meningkat mencapai titik maksimum pada tahun 1970. Selain itu revolusi nuklir yang
terjadi pasca perang dunia ke dua 1945 dan letusan besar Gunung Agung di Bali 1963
juga turut menyumbangkan beberapa ton aerosol ke atmosfer sehingga radiasi yang
masuk terhalang dan suhu global menurun pada periode 1940-1970 Leurox 2005.
Perubahan iklim
sebagai implikasi
pemanasan global yang disebabkan oleh kenaikan gas-gas rumah kaca terutama
karbon dioksida CO
2
dan metana CH
4
, mengakibatkan dua hal utama yang terjadi di
lapisan atmosfer paling bawah, yaitu fluktuasi curah hujan yang tinggi dan
kenaikan muka laut Susandi et al. 2008. Mahmud dalam jurnalnya pada tahun 2007
juga
memroyeksikan emisi
dengan menggunakan mode MAGICC Model for
the Assessment of Green-house-gas Induced Climate Change. Jurnal ini menyatakan
bahwa konsentrasi CO
2
pada tahun 2050 akan naik menjadi 512 ppm. Konsentrasi
CH
4
mengalami kenaikan menjadi 2300 ppb. Akibatnya kondisi temperatur naik sebesar
1.45°C, dan
tinggi muka
laut juga mengalami
kenaikan sebesar
16 cm
Gambar 6 Parubahan suhu global dari tahun 1850- 2007 Hutton 2010. Per
u b
ah an
Su h
u
o
C
Tahun
Tabel 7 Konsentrasi gas rumah kaca sebelum dan sesudah revolusi industri IPCC 2007
Gas Konsentrasi
sebelum revolusi industri
Konsentrasi tahun 2005
Peningkatan pertahun
Masa hidup di atmosfer
CO
2
280 ppm 379ppm
1.5 ppmth 5 -200 th
CH
4
700 ppb 1,774 ppb
7.0 ppbth 12 th
N
2
O 270 ppb
319 ppb 0.8 ppbth
114 th CFC-11
251ppt 1.4 pptth
45 th HFC-23
18 ppt 0.55 pptth
260 th CF
4
40 ppt 74ppt
1 pptth 50,000 th
Pengaruh masing-masing gas rumah kaca terhadap terjadinya efek rumah kaca
bergantung pada besarnya kadar gas rumah kaca di atmosfer, waktu tinggal di atmosfer,
dan kemampuan penyerapan energi. Waktu tinggal gas rumah kaca di atmosfer juga
mempengaruhi
efektivitasnya dalam
menaikkan suhu.
Pada tahun
2005 konsentrasi CO
2
meningkat hingga mencapai 379 ppm memiliki kontribusi besar dalam
menaikkan suhu global karena waktu tinggalnya yang mencapai 200 tahun. Gas
CF
4
memiliki waktu tinggal yang sangat lama di atmosfer 50,000 tahun, dan nilai
konsentrasi yang cukup besar 74 ppt menyebabkan
gas tersebut
memiliki kontribusi yang besar dalam meningkatkan
suhu global jika terus menunpuk di atmosfer. Gas lain yang juga berpengaruh
pada efek rumah kaca adalah H
2
O. Kelimpahan zat ini sangat besar di atmosfer
yaitu sebesar 0.3 massa atmosfer. Masa hidup has ini hanya 10 hari maka H
2
0 tidak dianggap efektif dalam menaikan suhu
global Gavin 2005. Semakin panjang waktu tinggal gas di atmosfer, dan semakin
besar peningkatan konsentrasinya maka semakin efektif pula pengaruhnya terhadap
kenaikan suhu Sugiyono 2009.
Global Warming Potential Setiap gas rumah kaca mempunyai
potensi pemanasan global Global Warming Potential - GWP yang diukur secara relatif
berdasarkan emisi CO
2
dengan nilai GWP 1. Semakin besar nilai GWP makin bersifat
merusak Sugiyono 2009. GWP merupakan ukuran berapa banyak suatu massa gas
rumah kaca diperkirakan berkontribusi pada pemanasan global. GWP adalah skala relatif
yang membandingkan gas rumah kaca lain dengan massa CO
2
. Nilai dari GWP dihitung selama suatu interval tertentu dan selang
waktu tertentu IPCC 2001. Tiga hal yang mempengaruhi nilai GWP
antara lain: Penyerapan radiasi inframerah
Lokasi spektral panjang gelombang penyerap
Waktu gas tersebut bertahan di atmosfer
Secara ilmiah GWP didefinisikan sebagai integrasi radiative forcing dalam jangka
waktu tertentu dan dibandingkan dengan gas relatif tertentu IPCC 2007
.
…….5 TH Time Horizon adalah lamanya
waktu yang dihitung, adalah efisiensi
radiasi karena kenaikkan kelimpaha gas tersebut di atmosfer, dan Cit adalah waktu
yang dibutuhkan gas tersebut dengan kelimpahan tertentu bertahan di atmosfer
life-time.
Sedangkan dan
Crt merupakan parameter yang sama dari gas
relatif
..
Dibandingkan dengan gas relatif CO
2 ,
CH
4
memiliki nilai GWP sebesar 25 yang menunjukkan potensinya dalam global
warming adalah 25 kali lebih besar dari CO
2
. Sama halnya dengan N
2
O yang memiliki nilai GWP 298,
yang berarti N
2
O memiliki potensi untuk menaikan suhu global sebesar
298 kali dari potensi CO
2
dalam menaikan suhu global. Gas selain CO
2
pada Tabel 8 memiliki nilai GWP yang lebih besar dan
lebih bersifat
merusak. Akan
tetapi, peningkatan konsentrasi CO
2
dan waktu tinggalnya di atmosfer tetap dianggap
ancaman terbesar penyebab pemanasan global. Selain GWP, parameter lain yang
menggambarkan pengaruh gas rumah kaca terhadap perubahan iklim yang biasanya
diindikasikan dengan kenaikan suhu adalah radiative forcing.
Tabel 8 Komponen gas rumah kaca dan potensinya terhadap pemanasan global untuk TH Time Horizon 100 tahun dengan CO
2
sebagai gas relatif IPCC 2007
Komponen GRK Potensi Pemanasan
Global GWP Carbon Dioxide CO
2
1 Methane CH
4
25 Nitrous Oxide N
2
O 298
Hydrofluorocarbons HFC 124
– 14.800 Perfluorocarbons PFC
7.390 – 12.200
Sulfur Hexafluoride 22.800
Radiative Forcing Radiative forcing merupakan sebuah
index dari faktor yang bertindak sebagai sebuah mekanis potensial yang mengubah
keseimbangan output dan input energi. Index ini bernilai negatif - apabila faktor
mengubah suhu menjadi lebih dingin dan bernilai positif + untuk perubahan suhu ke
arah lebih panas IPCC 2007.
Kesetimbangan energi radiasi matahari diperoleh dari selisih nilai radiasi matahari
yang masuk ke bumi melalui radiasi gelombang pendek dengan nilai radiasi
matahari yang diemisikan oleh bumi dalam bentuk radiasi gelombang panjang. Apabila
selisih nilai tersebut bernilai nol, maka kesetimbangan energi radiasi matahari
tercapai Nahas 2010. Jika selisih nilai tersebut bernilai positif, artinya lebih banyak
energi radiasi matahari yang diserap, maka hal ini dinamakan dengan positive feedback.
Dampak dari positive feedback adalah naiknya temperatur rata-rata permukaan
bumi yang mengarah terhadap terjadinya pemanasan secara global global warming.
Sebaliknya, jika lebih banyak radiasi matahari yang diemisikan oleh permukaan
bumi, maka hal ini disebut dengan negative feedback yang berdampak pada turunnya
temperatur rata-rata permukaan bumi global dimming.
Tabel 9 menjelaskan beberapa komponen radiative forcing serta nilai indexnya
masing-masing. Nilai radiative forcing untuk gas rumah kaca seperti CO
2
dan CH
4
berniai positif, sedangkan ozon bernilai positif di bagian troposfer dan negatif di
bagian stratosfer. Uap air yang terkandung di stratosfer bernilai positif.
Radiative forcing dinyatakan sebagai jumlah energi per satuan luas, per satuan
waktu energi yang diserap gas rumah kaca atau yang hilang. Nilai RF Radiative
Forcing untuk aerosol juga benilai negatif. Total
RF yang
diakibatkan faktor
anthropogenic sebesar 1.6 Wm
-2,
sedangkan total nilai RF yang disebabkan faktor
natural hanya
sebesar 0.12
Wm
-2
Tabel 9 Nilai komponen radiative forcing IPCC 2007
Factor RF Component
RF Wm-2 Total net
Wm-2 Anthropogenic
Long-life gases
CO
2
1.66 1.61
N
2
O 0.48
CH
4
0.16 Halokarbon
0.34 Ozon
Stratospheric -0.05
Tropospheric 0.35
Stratospheric H
2
O from CH
4
0.07 Surface
Albedo Land use
-0.2 Black carbon on
snow 0.1
Aerosol direct effect
-0.5 cloud albedo
effect -0.7
Linier contrails -0.1
Natural Solar Irradiance
0.12 0.12
Tabel 10 Nilai konstanta dan beberapa rumusan untuk menentukan nilai radiative forcing Mhyre 1998
Jenis gas Persamaan radiative forcing
, ΔF Wm
−2
Konstanta CO
2
ΔF= α lnCC0 α=5.35
CH
4
ΔF= α√ε–√ε0–fM,N0–fM0,N 0 α=0.036
N
2
O ΔF= α√N–√N0–fM 0,N–fM0,N 0
α=0.12 CFC-11a
ΔF= αX–X0 α=0.25
CFC-12 ΔF= αX–X0
α=0.32
Keterangan : fε,N = 0.47 ln[1+2.01×10−5 εN0.75+5.31×10−15 εεN1.52]
C adalah CO
2
dalam ppm M adalah CH
4
dalam ppb N adalah N
2
O dalam ppb X adalah CFC dalam ppb
Misalnya untuk karbon dioksida dengan kelimpahan pada tahun 1975 CO
2
sebesar 278 ppm dan pada tahun 2005 adalah
sebesar 379 maka dengan menggunakan formula di bawah ini:
ΔF=5.35x ln CCo……..…….6 didapatkan nilai radiative forcing dengan
periode perubahan kelimpahan 1975-2005 adalah sebesar 1.66 W m
-2
dan kenaikan suhu bumi sebesar 0.72
o
C IPCC 2007. Dengan kenaikan konsentrasi CO
2
sebesar dua kali lipat dari konsentrasi masa revolusi
industry 556 ppm, maka nilai radiative forcing CO
2
sebesar 3.7 W m
-2
. Nilai tersebut
akan meningkatkan suhu sebesar 1.5
o
C dengan menggunakan persamaan 4 seperti di bawah ini:
dT = 1.5
o
Nilai di atas sebanding dengan perkiraan IPCC
2001 menunjukkan
bahwa peningkatan konsentrasi CO
2
dua kali lipat akan diikuti oleh peningkatan temperatur
udara rata-rata sebesar 1.5-4.5
o
C.
4.5 Analisis Kecenderungan Suhu dan Curah Hujan Jakarta Observatory 1965-
Kategori