menurunnya nilai solar constant . Namun, margin sekitar bintik matahari lebih terang
dan lebih panas dari rata-rata, secara keseluruhan bintik matahari meningkatkan
nilai solar constant. Bintik matahari minimum yang telah diamati terjadi sekitar
tahun 1645-1715. Hal ini bertepatan dengan periode pendinginan yang dikenal sebagai
Little Ice Age Lean dan Rind 1994.
Vulkanisme
Gunung berapi, baik yang masih aktif maupun yang tidak, adalah sumber gas yang
berkelanjutan. Gunung
api juga
melemparkan hal berikut ke atmosfer: Uap air
Komponen sulfur kebanyakan sulfur dioksida, SO
2
Karbon dioksida , 35-65 dari CO
2
diperlukan untuk menyeimbangkan kekurangan
dari sistem
lautan- atmosfir, dan
Klorin 36 juta ton dalam setahun tanpa erupsi utama.
Gunung Erebus, di Antartika, dalam erupsi yang berkelanjutan sejak 1972 telah
memancarkan lebih dari 1000 ton klorin per hari 370,000 dalam setahun. Hal ini
menjadi kontributor utama dalam mereduksi ozon di atas Kutub Selatan Leurox 2005.
Selain Klorin komponen di atas dapat terakumulasi di atmosfer dan menjadi
payung tebal yang menyebabkan panas bumi terperangkap dibawahnya. Selain itu radisi
matahari akan terhalang oleh payung tersebut sehingga permukaan bumi yang
ditutupi oleh komponen vulkanik tersebut akan menerima radiasi matahari yang lebih
rendah. Pengaruh dari radiasi tata surya telah
diukur sejak erupsi dari Krakatau Sumatra, Indonesia pada 1883. Aerosol dari erupsi
ini mengurangi radiasi tata surya secara langsung 20-30 dalam beberapa bulan.
Ledakan Gunung Agung Bali, Indonesia
pada 1963, yang kemudian disebut „erupsi abad ini’ karena kuantitas abunya yang
mencapai stratosfer, membawa 24 reduksi pada radiasi langsung. Akan tetapi pengaruh
persebaran pengganti membawanya turun sebesar hanya 6 dari total radiasi; butuh 13
tahun untuk debu vulkanik terdispersi Leurox 2005.
4.3 Skenario Budget
Energi untuk
Menduga Perubahan Rata-rata Suhu Global.
Cuaca di bumi sangat dipengaruhi oleh radiasi matahari. Radiasi matahari yang
mencapai bumi mencapai 342 Wm
-2
. Sekitar 30 dari radiasi tersebut direfeleksikan
kembali ke angkasa luar karena adanya awan dan permukaan bumi. Permukaan bumi akan
menyerap radiasi matahari sebesar 168 Wm
- 2
, sedangkan atmosfer menyerap 67 Wm
-2
Kiehl dan Trenberth 1997.
Radiasi matahari
yang diserap
permukaan bumi akan dipancarkan kembali oleh bumi sebagai radiasi gelombang
panjang. Sebesar
390 Wm
-2
yang dipancarkan
permukaan bumi
tidak semuanya dipancarkan secara langsung. Gas
rumah kaca menyebabkan 324 Wm
-2
energi yang dipancarkan kembali dipantulkan ke
permukaan bumi Kiehl dan Trenberth 1997.
Gambar 5 Mekanisme keseimbangan energi permukaan Kiehl dan Trenberth 1997.
342 Wm
-2
Atmosfer mempunyai beberapa lapisan gas, termasuk gas rumah kaca dan awan
yang akan mengemisikan kembali sebagian radiasi
inframerah yang
diterima ke
permukaan bumi. Dengan adanya lapisan ini maka panas yang ada di permukaan bumi
akan bertahan. Untuk jangka panjang akan terjadi keseimbangan antara radiasi yang
masuk dan yang keluar sehingga suhu di bumi mencapai nilai tertentu Sugiyono
2009.
Tanpa atmosfer dan gas rumah kaca yang terdapat di dalamnya maka bumi secara
teoritis akan memiliki suhu permukaan sebesar -18
C Oke 1978. Hal ini dapat dihitung menggunakan model sederhana
budget energi permukaan persamaan 1 yaitu:
S1- α = 4
T
4
1367Wm
-2
1-0.3 = 4.1.5,7x10
-8
Wm
-2
.T
4
T ≈255K T≈ -18
o
C Suhu yang dihasilkan sebesar -18
o
C untuk keadaan tanpa atmosfer dengan nilai
solar constant 1367Wm
-2
, emisivitas 1, dan albedo normal 0.3. Nilai suhu
permukaan bumi yang dihasilkan adalah nilai suhu ketika bumi tidak memiliki
atmosfer. Bumi, selain memiliki atmosfer juga
memiliki inti
radioaktif yang
menghasilkan panas sebesar 87 Wm
-2
Hutton 2010. Lautan merupakan 70 bagian dari bumi
yang menyumbangkan begitu banyak H
2
O dan beberapa gas lain dari sirkulasi yang
terjadi baik di atas maupun di dalamanya. Gas-gas tersebut secara alami menghalangi
sebagian panas keluar dari bumi. Hal tersebut menyebabkan suhu observasi bumi
lebih hangat 33
o
C dari suhu yang di dapat dari persamaan di atas. Suhu rata-rata
permukaan bumi yang terukur adalah 15
o
C Leurox 2005.
Salah satu penyebab natural perubahan iklim adalah aktivitas tatasurya. Hal ini
dapat menyebabkan perubahan nilai solar constant. Peningkatan nilai solar constant
sebesar 1 akan menyebabkan kenaikan suhu sebesar 0.6
C Leurox 2005. Hasil perhitungan di bawah ini Persamaan 4
menunjukan nilai perubahan suhu yang sama dengan pernyataan di atas.
S1- α = 4
T
4
ln S+ln 1-
α = ln 4+ ln +ln
+ 4ln T Asumsi konstan dan konstan
……….4
o
Nilai tersebut sesuai dengan nilai
ΔT
1
skenario 1 pada Tabel 6. Sedangkan nilai ΔT
2
merupakan nilai perubahan suhu ketika nilai T adalah 288K atau 15
o
C sesuai rata- rata suhu observasi saat ini. Nilai T pada
persamaan diatas membedakan ΔT
1
sebagai perubahan suhu dimana suhu dasarnya
merupakan suhu
bumi tanpa
adanya atmosfer. Sedangkan
ΔT
2
merupakan perubahan suhu ketika
suhu dasarnya adalah suhu bumi dengan diselimuti atmosfer dan
variable lain berubah sesuai skenario seperti pada Tabel 6.
Albedo memilki pengaruh yang cukup besar dalam perubahan suhu global, seperti
yang terlihat pada Skenario 2 Tabel 6. Berdasarkan data rekaman Clouds and Earth
Radiant Energy System CERES albedo global yang tercatat padatahun 2000-2004
mengelami penurunan sebesar 0.9 dan mengakibatkan suhu naik sebesar 0.25
o
C tanpa atmosfer dan 0.27
o
C dengan atmosfer.
Menurut Leurox 1995, letusan Gunung Agung 1963 di Bali Skenario 3 yang
mengakibatkan albedo naik sebesar 6 dan suhu mengalami penurunan sebesar 1.65
o
C tanpa atmosfer dan 1.85
o
C dengan atmosfer . Kenaikan albedo sebesar 6
adalah hasil penyebaran abu vulkanik setelah mengalami erupsi dan menyebar.
Selain itu albedo bumi memiliki korelasi yang positif dengan kekeruhan atmosfer.
Berdasarkan penelitian Budiwati 2003 nilai kekeruhan atmosfer yang semakin
menurun pada tahun 1996 sampai tahun 1998 menyebabkan albedo bumi turun
sebesar 1.5. Hal ini mengakibatkan suhu permukaan bumi naik sebesar 0.49
o
C. Pada Skenario 4 Tabel 6 pendugaan perubahan
suhu tersebut mendekati hasil penelitian Budiwati dengan
ΔT
2
dengan atmosfer yang bernilai 0.46
o
C dan ΔT
1
tanpa atmosfer
bernilai 0.41
o
C.
Tabel 6 Skenario pendugaan suhu permukaan bumi Sekenario
Parameter ΔT
1
ΔT
2
Keterangan Skenario
Normal S
Asumsi semua variabel dianggap tetap. α
Skenario 1 S naik 1
0.64 0.72
Asumsi solar constant naik sebesar 1, sedangkan variable lain dianggap
tetap siklus bintik matahari. α
Skenario 2 S
0.25 0.27
Asumsi albedo turun sebesar 0.9. Penyataan
ini merupakan
catatan penurunan albedo 2000-2004 NASA
2011. α turun 0.9
Skenario 3 S
-1.65 -1.85
Asumsi albedo naik sebesar 6, sedangkan variable lain dianggap tetap
akibat meletusnya Gunung Agung Leurox 2005.
α naik 6
Skenario 4 S
0.41 0.46
Asumsi albedo permukaan bumi turun sebesar 1.5. Mewakili perubahan
tingkat kekeruhan atmosfer pada tahun 1996 sampai tahun 1998 Budiwati et al
.2003.
. α turun 1.5
Skenario 5 S
0.64 0.72
Asumsi emisivitas turun 1 yang disebabkan perubahan penutupan lahan
vegetasi menjadi lahan non vegetasi, sehingga emisivitas bumi terdiri dari
lautan 70 dan lahan non vegetasi 30.
α
Keterangan : ΔT
1
= perubahan suhu dengan T=255K tanpa atmosfer ΔT
2
= perubahan suhu dengan T=288K dengan atmosfer
Skenario 5
merupakan skenario
perubahan penutupan
lahan yang
berpangeruh secara
langsung terhadap
emisivitas bumi. Nilai emisivitas tiap penutupan permukaan bumi berbeda antara
lain 0.98 untuk lautan dan air, 0.95 untuk penutupan
vegetasi, dan
0.92 untuk
penutupan lahan non vegetasi Weng 2001. Jika diasumsikan luasan lautan adalah 70
dari luas bumi dan penutupan non vegetasi adalah 20 dari luas permukaan bumi,
sementara luas penutupan vegetasi adalah 10 dari luas permukaan bumi maka rata-
rata emisivitas bumi adalah sebesar 0.965.
Skenario 5 mengasumsikan bahwa luasan penutupan lahan vegetasi berubah menjadi
lahan non vegetasi seluruhnya. Hal ini dapat dikarnakan penebangan serta kebakaran
hutan yang tidak bisa ditanggulangi. Perubahan
penutupan lahan
tersebut menurunkan
rata-rata emisivitas
bumi sebesar 0.997 dan dibulatkan menjadi 1.
Penurunan emivitas tersebut mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu sebesar 0.63
o
C tanpa atmosfer dan 0.72
o
C dengan atmosfer.
Kenaikan nilai solar constant dapat diakibatkan oleh aktivitas matahari yang
meningkat, misalnya saat jumlah bintik matahari mengalami peningkatan, atau
bahkan dalam keadaan maximum pada siklusnya 11 tahun sekali. Selain itu
perbedaan orbital dalam radiasi juga berpengaruh terhadap nilai solar constant.
Nilai albedo erat kaitanya dengan penutupan awan dan daya pantul radiasi suatu
penutupan lahan. Semakin besar radiasi yang dipantulkan semakin besar nilai albedo
begitu
pula sebaliknya.
Sedangkan emisivitas juga mengalami penurunan ketika
tutupan vegetasi semakin berkurang.
4.4 Perubahan Suhu Global Akibat Gas Rumah Kaca
