Menurut Sumber Kompas : American Meteorogical
Society melaporkan bahwa gas rumah kaca, permukaan laut, dan suhu global
yang menjadi parameter terus meningkat. Hal ini menunjukkan, perubahan
iklim benar-benar terjadi.
Dalam States of Climates 2013, laporan
yang dipublikasikan oleh American Meteorological Society, dinyatakan
bahwa pada tahun 2013, level gas rumah kaca dan suhu global telah
mencetak rekor baru.
Suhu global terus meningkat. Tahun 2013
merupakan tahun terpanas kedua dan keenam terpanas sejak pencatatan suhu
dimulai pada tahun 1880. Peringkat tersebut berbeda tergantung metode
perhitungan yang digunakan oleh berbagai kelompok ilmuwan.
Di Australia, tahun 2013 tercatata sebagai tahun terpanas sepanjang sejarah. Sementara, seperti diberitakan
Daily Mail, Minggu (20/7/2014), 2013 merupakan tahun terpanas kedua dan ketiga bagi Argentina dan Selandia Baru.
"Laporan
ini memperkuat apa yang para ilmuwan telah amati sejak beberapa dekade
ini, bahwa planet kita (bumi, red) menjadi lebih hangat,“ kata Kathryn
Sullivan dari National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
"Laporan
ini memberikan informasi dasar yang kita butuhkan untuk mengembangkan
alat dan layanan bagi komunitas, bisnis dan negara untuk mempersiapkan
dan membangun ketahanan terhadap dampak perubahan iklim," imbuhnya.
Sebagai
dampak dari peningkatan suhu global, es pun terus mencair sehingga
populasi beruang kutub pun terancam. Suhu di wilayah kutub sendiri naik
lebih cepat daripada di wilayah lain. Di Fairbanks, Alaska, suhu pernah
mencapai 27 derajat Celsius selama 36 hari berturut-turut.
Laporan
itu juga mengungkap bahwa emisi dari pembakaran bahan bakar fosil
mencapai titik tertinggi pada tahun 2013. Hal ini terlihat dari emisi
karbon dioksida di Mauna Loa Observatory di Hawaii yang untuk pertama
kalinya mencapai 400 ppm.
States of Climates disusun oleh 425
ilmuwan dari 57 negara diseluruh dunia. Data dalam laporan dikumpulkan
dari sejumlah stasiun pemantau lingkungan dan instrumen di udara, darat,
laut dan es.
Sumber: http://sains.kompas.com/read/2014/07/22/11053081/Level.CO2.Tembus.Rekor.2013.Tercatat.sebagai.Tahun.Terpanas
Analisis UVCOOL:
Atmosfer bumi terdiri atas gas-gas sebagai berikut:
Gas
atmosfer yang penting dalam proses cuaca adalah uap air (H2O) karena
dapat berubah fasa menjadi fasa cair dan padat, karbondioksida (CO2)
karena bertindak sebagai gas rumah kaca dan ozon (O3) karena dapat
menyerap radiasi ultraviolet matahari berenergi tinggi yang sangat
berbahaya bagi tubuh manusia.
Oksigen (O2) sangat penting bagi
kehidupan, yaitu untuk mengubah zat makanan menjadi energi hidup.
Oksigen dapat bergabung dengan unsur kimia lain yang dibutuhkan untuk
pembakaran.
Karbondioksida (CO2)
dihasilkan dari pembakaran bahan bakar, pernafasan manusia dan hewan,
kemudian dibutuhkan oleh tanaman. Karbon dioksida menyebabkan efek rumah
kaca (greenhouse)
transparan terhadap radiasi gelombang pendek dan menyerap radiasi
gelombang panjang. Kenaikan konsentrasi CO2 di dalam atmosfer akan
menyebabkan kenaikan suhu permukaan bumi dan menimbulkan pemanasan
global. Sejak revolusi industri, konsentrasi CO2 terus naik yang antara
lain disebabkan kenaikan pemakaian bahan bakar karbon dan hidrokarbon.
Nitrogen (N2) terdapat di udara
dalam jumlah yang paling banyak yaitu, meliputi 78 bagian. Nitrogen
tidak langsung bergabung dengan unsur lain, tetapi pada hakikatnya unsur
ini penting karena bagian dari senyawa organik.
Neon
(Ne), argon (Ar), xenon (Xe) dan krypton (Kr) disebut gas mulia, karena
tidak mudah bergabung dengan unsur lain. Meskipun gas ini kurang
penting di atmosfer, namun neon biasanya dipakai dalam iklan dan argon
dipakai untuk bola lampu cahaya listrik.
Helium
(He) dan hidrogen (H2) sangat jarang di udara kecuali pada paras yang
tinggi. Gas ini adalah yang paling ringan dan sering dipakai untuk
mengisi balon meteorologi.
Ozon (O3)
adalah gas yang paling aktif dan merupakan bentuk lain dari oksigen. Gas
ini terdapat terutama pada ketinggian antara 20 dan 30 km di atas
permukaan laut (dpl). Ozon dapat menyerap radiasi ultra violet yang
mempunyai energi besar dan berbahaya bagi tubuh manusia.
Uap air (H2O) sangat penting dalam
proses cuaca atau iklim karena dapat berubah fasa (wujud) menjadi fase
cair atau padat melalui kondensasi dan deposisi. Perubahan fase air yang
mungkin dapat dilukiskan pada gambar 1. Uap air terdapat di atmosfer
sebagai hasil penguapan dari laut, danau, kolam, sungai dan transpirasi
tanaman.
Dari waktu tinggal di atmosfer , maka unsur-unsur udara dapat diklasifikasikan menjadi 3 golongan:
- Gas permanen dengan waktu tinggal sangat lama, misalnya waktu tinggal He = 2 juta tahun.
- Gas semi permanen dengan waktu tinggal beberapa bulan sampai tahun misal: CO2 = 0,35 tahun dan CH4 = 3 tahun.
- Gas
variabel dengan waktu tinggal dari beberapa hari sampai minggu.
Unsur-unsur ini adalah gas aktif secara kimia. Siklusnya berkaitan
dengan siklus air (cuaca),misalnya waktu tinggal uap air berorde 10
hari.
Sampai pada ketinggian lebih dari 60 km, proporsi
gas relatif masih tetap, kecuali fasa gas air (uap air). Sekitar 99%
didominasi oleh gas nitrogen dan oksigen, dan yang paling banyak
jumlahnya di atmosfer adalah nitrogen. Proporsi gas atmosfer berubah
jika udara ditinjau bersama dengan komposisi uap airnya. Secara praktis,
atmosfer dapat berada pada tempat yang langka uap air (kebasahan) dapat
mencapai 4%. Meskipun berat molekuler uap air lebih kecil daripada
berat molekuler beberapa gas lain, namun uap air ini berada dalam
ketebalan beberapa kilometer atmosfer paling bawah. Hal ini dapat
dimengerti bila disadari bahwa sumber uap air atmosferik secara langsung
adalah lautan yang mencakup 70% luas permukaan bumi dan bahwa suhu
udara di dalam troposfer sangat dingin sehingga air tak dapat
mempertahankan wujudnya dalam bentuk gas. Air dalam atmosfer dapat
berada dalam ketiga wujud (fasa). Perubahan fasa cair (air) menjadi gas
(uap air) disebut penguapan (evaporasi) dan sebaliknya disebut
pengembunan (kondensasi). Perubahan fasa cair menjadi fasa padat (es)
disebut pembekuan dan sebaliknya disebut pencairan. Perubahan fasa es
menjadi fasa uap disebut sumblimasi dan sebaliknya disebut deposisi
(Gambar 1).
Gambar 1. Perubahan fasa air
Atmosfer
selalu dikotori oleh debu. Debu ialah istilah yang dipakai untuk benda
yang sangat kecil sehingga sebagian tidak nampak kecuali dengan
mikroskop. Di pegunungan jumlah debu hanya beberapa ratus partikel tiap
cm3, tetapi di kota besar, daerah industri dan daerah kering
jumlah debu dapat mencapai 5 juta tiap cm3. Konsentrasi debu pada
umumnya berkurang dengan bertambahnya ketinggian, meskipun debu meteorik
dapat dijumpai pada lapisan atmosfer atas. Partikel debu yang bersifat
higroskopis akan bertindak sebagai inti kondensasi. Debu higroskopis
yang penting adalah partikel garam, asap batu bara atau arang. Kabas (smog) singkatan dari kabut dan asap (smoke and fog)
adalah kabut tebal yang sering dijumpai di daerah industri yang lembap.
Debu dapat menyerap, memantulkan dan menghamburkan radiasi yang datang.
debu atmosferik dapat tersapu turun ke permukaan bumi oleh curah hujan,
tetapi kemudian atmosfer dapat terisi partikel debu kembali.
Atmosfer
juga mengandung jenis bahan yang bukan bagian dari komposisi gas.
Beberapa jenis dari bahan ini adalah partikel garam, partikel debu dan
tetes air. Bila uap air yaitu bagian dari udara natural (alam) berubah
menjadi cair atau padat (partikel air dan es) maka partikel-partikel ini
menjadi benda asing dalam atmosfer,dan menyebabkan awan, kabut, hujan,
salju, embun atau batu es (hailstone). Perubahan wujud (fasa) uap air di udara sangat penting dalam menentukan kondisi cuaca.
Struktur Vertikal Atmosfer
Jika
suhu dipakai sebagai dasar pembagian atmosfer, maka diperoleh lapisan
troposfer, stratosfer, mesosfer dan termosfer (Gambar 2). Lapisan
troposfer dan stratosfer dipisahkan dipisahkan oleh lapisan tropopause. Lapisan stratosfer dan mesosfer dibatasi oleh lapisan mesopause dan puncak termosfer disebut termopause.
Gambar
2. Pembagian lapisan atmosfer berdasarkan profil suhu vertikal. Garis
titik-titik menunjukkan puncak masing-masing lapisan
Perubahan
suhu udara di atmosfer secara vertikal (menurut ketinggian) berbeda-beda
yang dapat dikelompokkan menjadi tiga hal. Perubahan suhu (dT) terhadap
ketinggian (dz) dinyatakan oleh dT/dz.
1) dT/dz > 0 suhu naik, dengan bertambahnya ketinggian. Hal ini disebut inversi suhu.
2) dT/dz = 0 suhu tetap walaupun ketinggian berubah. Hal ini disebut isotermal.
3) dT/dz < style="font-style: italic;">lapse rate.
Rincian tiap lapisan atmosfer adalah sebagai berikut :
1. Troposfer
Secara harafiah troposfer (tropo: berubah, dan sphaira:
bulatan atau lapisan) adalah lapisan yang berubah-ubah. Gejala cuaca,
misalnya awan, hujan, badai guruh dan lain sebagainya terjadi pada
lapisan troposfer.
Beberapa ciri khas dari lapisan terbawah atmosfer ini diantaranya adalah :
- Terdapat
pada ketinggian mulai dari permukaan laut hingga ketinggian 8 km di
daerah kutub dan 16 km di ekuator. Rata-rata ketinggian puncak troposfer
di seluruh dunia adalah 12 km.
- Satu-satunya lapisan atmosfer yang mengandung air (air, uap maupun es) dan berlangsung evaporasi dan kondensasi.
- Ruang terjadinya sirkulasi
dan turbulensi seluruh bahan atmosfer sehingga menjadi satu-satunya
lapisan yang mengalami pembentukan dan perubahan cuaca seperti: angin,
awan, presipitasi, badai, kilat dan guntur.
- Kecepatan
angin bertambah dengan naiknya ketinggian dan di troposfer ini
pemindahan energi berlangsung. Radiasi surya menyebabkan pemanasan
permukaan bumi yang selanjutnya panas tersebut diserap oleh air untuk
berubah menjadi uap. Oleh proses evaporasi, energi panas diangkat oleh
uap ke lapisan atas yang lebih tinggi berupa panas laten. Setelah
terjadi pendinginan akhirnya berlangsung proses kondensasi, uap air
berubah menjadi titik-titik air pembentuk awan, sedangkan panas latennya
dilepas memasuki atmosfer dan menaikkkan suhunya. Troposfer
sangat sedikit menyerap radiasi matahari, sebaliknya permukaan bumi
banyak menyerap panas pada troposfer melalui konduksi, konveksi dan
panas laten kondensasi atau sublimasi yang dilepaskan ketika uap air
berubah wujud menjadi tetes air atau kristal es.
- Pada lapisan ini suhu udara turun dengan bertambahnya ketinggian (dT/dz <0).
- Pada atmosfer normal, suhu troposfer berubah dari 15 ºC pada permukaan laut menjadi -60 ºC di puncak atmosfer. Tekanan dan kerapatan udara di permukaan laut masing-masing adalah 1013,2 mb dan 1,23 kg/m 3
Gejala lapse rate
berhenti pada ketinggian 8 km di atas kutub dan sekitar 16 km di atas
ekuator. Ketinggian itu disebut tropopause, yakni lapisan ketinggian
atmosfer dengan dT/dz = 0. Pada lapisan ini turbulensi udara tidak terjadi.
2. Stratosfer
Stratosfer (strata: lapisan, dan sphaira:
bulatan) artinya bulatan (lapisan) yang berlapis, karena pada lapisan
stratosfer terdapat juga lapisan ozon (ozonosfer). Stratosfer terletak
di atas troposfer pada ketinggian 10 dan 60 km. Karena tropopause lebih
tinggi di ekuator daripada di kutub, maka stratosfer lebih tipis di
ekuator daripada di kutub. Di ekuator, tropopause mempunyai ketinggian
18 km dengan temperatur sekitar -80 ºC, sedangkan di kutub tropopause hanya mencapai ketinggian 6 km dengan temperatur -40 ºC.
Stratosfer
ditandai oleh susut temperatur negatif atau kenaikan temperatur
terhadap ketinggian (inversi suhu), disebabkan ozonosfer yang menyerap
radiasi ultra violet berenergi tinggi dari matahari. Pertukaran antara
gas troposfer dan stratosfer sangat kecil karena stratosfer adalah
lapisan yang stabil/ inversi suhu. Lapisan ini tidak mengalami
turbulensi atau sirkulasi.
Stratosfer
merupakan lapisan atmosfer utama yang mengandung gas ozon. Proses
pembentukan dan penguraian mencapai kesetimbangan hingga membentuk
lapisan ozon.
3. Mesosfer
Mesosfer (meso: tengah, dan sphaira:
bulatan) artinya lapisan gas bagian tengah yang meyelubungi bulatan
bumi. Mesosfer terletak di atas stratopause dari ketinggian 60 - 85 km,
dengan ditandai susut temperatur positif (perubahan suhu terhadap
ketinggian (dT/dz) adalah lapse rate) dengan gradien temperatur berorde 0,4 ºC
per 100 meter. Puncak mesosfer dibatasi oleh mesopause dengan perubahan
suhu terhadap ketinggian mulai bersifat isotermal dan permukaan yang
mempunyai temperatur paling rendah di atmosfer, sekitar -100 ºC. Lapisan ini tidak mengalami turbulensi/sirkulasi udara dan merupakan daerah penguraian O2 menjadi atom O. Lapisan mesosfer tumpang tindih (overlaps) bersamaan dengan ionosfer bawah.
4. Termosfer
Termosfer (termo: panas, dan sphaira:
bulatan) artinya lapisan panas yang menyelubungi bulatan bumi pada
ketinggian 85 km sampai 300 km. Termosfer ditandai oleh sifat susut
temperatur negatif (sifat perubahan suhu terhadap ketinggian adalah
inversi suhu) atau kenaikan temperatur dari -100 ºC
sampai ratusan bahkan ribuan derajat. Lapisan ini berisi molekul dan
atom N2, O2, N dan O. Lapisan tempat berlangsungnya proses ionisasi gas
N2 dan O2, sehingga lapisan termosfer sering disebut lapisan ionosfer.
Di atas ketinggian 100 km pengaruh radiasi ultraviolet dan sinar X makin
kuat. Kenaikan temperatur disebabkan termosfer menyerap radiasi EUV (extreme ultravilolet).
Karena semakin ke atas konsentrasi atmosfer makin kecil makin kecil
maka perpindahan panas menjadi sulit, sehingga temperatur konstan.
Bagian atas mesosfer disebut termopause yang meluas dari ketinggian 300
km sampai pada rumbai-rumbai bumi (fringe of the earth)
sekitar 1000 km.. Termopause adalah paras transisi ke profil temperatur
yang mendekati isotermal atau temperatur konstan. Termosfer dan
termopause meluas ke atas sampai berbaur dengan atmosfer matahari ribuan
kilometer di atas permukaan bumi dan dalam perluasannya sebagian gas
ini terionisasi. Temperatur termopause adalah konstan terhadap
ketinggian tapi bervariasi terhadap aktivitas matahari.
Dampak
aktivitas manusia terhadap atmosfer dan akibatnya pada kesehatan
manusia dan lingkungan sangat signifikan. Karbondioksida (CO2) sebagai
rumah kaca mempunyai efek pemanasan permukaan bumi. Karbonmonoksida (CO)
secara kimia adalah gas aktif dan sangat beracun. Gas ini sangat
berbahaya bagi kesehatan jika kadar CO melebihi 100 ppm = 0,01%.
Belerang dioksida (SO2) dan asam belerang (H2SO4) lebih beracun lagi.
Jika asam belerang terhirup oleh pernafasan maka akan terjadi kerusakan
jaringan secara permanen. Gas buang industri hidrogen sulfida (H2S)
dalam dosis tinggi sangat mematikan. Hidrogen fluorida (HF) yang
dihasilkan oleh proses industri adalah salah satu bahan kimia yang
sangat korosif. Aerosol atmosferik akibat aktivitas manusia maupun
dihasilkan secara alamiah mempunyai dampak pendinginan terhadap atmosfer
jika partikel ini memantulkan kembali radiasi, atau mempunyai dampak
pemanasan jika partikel ini menyerap radiasi matahari. Reduksi kadar
ozon stratosferik atau penipisan ozonosfer dapat menyebabkan kanker
kulit, meningkatkan penyakit katarak, menurunkan sistem kekebalan tubuh,
penurunan jumlah plankton di laut dan penurunan hasil pertanian.
Sumber :
Anonim.
1991. Kapita Selekta dalam Agrometeorologi. Direktorat Jenderal
Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Jakarta.
Bayong Tjasyono. 2004. Klimatologi. Penerbit ITB. Bandung.
Bayong Tjasyono. 2007. Meteorologi Indonesia 1 Karakteristik & Sirkulasi Atmosfer. Badan Meteorologi dan Geofisika. Jakarta.
Handoko. 1995. Klimatologi Dasar. Pustaka Jaya. Bogor.
Postingan
