Faktor-faktor Penyebab Perubahan Iklim (Lengkap)

Faktor-faktor Penyebab Perubahan Iklim (Lengkap)

Bahan bakar fosil adalah faktor utama perubahan iklim di mata kebanyakan orang. Namun, sebenarnya ada 6 faktor yang sejauh ini diperhitungkan sebagai penyebab perubahan iklim, yaitu: perubahan radiasi matahari, letusan gunung berapi, gas-gas rumah kaca termasuk CO2 dan uap air, Aerosol, tutupan permukaan lahan, dan contrails. Dari beberapa penggerak perubahan iklim ini, kita dapat bagi menjadi dua yaitu faktor alami dan faktor manusia seperti pada Tabel di bawah ini..

faktor penggerak perubahan iklim lengkap

Mungkin kalian malah bingung melihat Tabel ini. Atau mungkin kepercayaan kalian terhadap kebenaran perubahan iklim di luar sana menjadi goyah. Jika ini terjadi, Stop! Jangan mengambil kesimpulan terlalu jauh. Kita belum membandingkan seberapa besar dampak dari keenam faktor perubahan iklim tadi.

Kalau malas membaca sampai akhir, ini kesimpulannya.

Faktor apa yang menggerakkan perubahan iklim?

Menurut IPCC fifth assesment report, faktor yang memberi kontribusi terbesar terhadap perubahan iklim yang terjadi saat ini adalah faktor-faktor penggerak perubahan iklim yang berasal dari aktifitas manusia. Bertambahnya konsentrasi gas-gas rumah kaca (utamanya karbondioksida) memberi dampak paling signifikan.

Gambar yang dipublish di dalam IPCC fifth report.

Bagaimana Perubahan radiasi matahari yang diterima bumi merubah iklim?

Radiasi yang bumi terima dari matahari jumlahnya tidak selalu sama tiap waktu. Mengingat matahari adalah sumber energi utama di bumi, hal ini tentu akan mempengaruhi kondisi keseimbangan iklim. Perubahan yang terjadi sebenarnya tidak besar dan siklus perubahannya panjang (lihat siklus Milankovitch).

Jika radiasi matahari yang diterima bumi lebih sedikit daripada biasanya, energi yang beredar di permukaan bumi dan atmosfer akan berkurang jumlahnya. Hal ini akan menghasilkan suhu yang lebih dingin, mengubah siklus hidrologi, dan pada akhirnya akan mengubah iklim bumi. Sebaliknya, jika radiasi matahari yang sampai di permukaan bumi lebih besar, bumi akan menerima lebih banyak energi sehingga suhunya lebih hangat.

Radiasi matahari yang datang bisa dipengaruhi oleh aktivitas matahari dan jarak antara matahari dan bumi. Akifitas matahari terkait dengan ledakan matahari, letak bintik-bintik matahari, maupun aktifitas fusi yang terjadi. Jarak matahari-bumi dipengaruhi oleh tiga hal: perubahan bentuk orbit bumi (eccentrity, periode: 100.000 tahun), variasi kemiringan bumi (obliquity, periode: 41.000 tahun), dan goyangan rotasi bumi (Axial precession, periode: 26.000 tahun). Ketiga hal ini digabungkan dalam siklus Milankovitch.

Meskipun demikian, spektrum yang biasanya bervariasi akibat dari siklus ini adalah sinar dekat ultraviolet dan spektrum sinar dengan panjang gelombang lebih pendek. Spektrum ini akan memberi pengaruh terhadap perubahan ozon namun dinamika yang terlibat dalam proses ini tidak berkorelasi secara langsung terhadap perubahan panasnya atmosfer (panas ini didefinisikan sebagai radiative forcing positif dimana dorongan radiatif ini yang menyebabkan atmosfer makin panas)

Besar pengaruh perubahan radiasi matahari terhadap Perubahan Iklim saat ini: 0.05 W/m2 (rentang 0 – 0.1 W/m2)

Apa akibat perputaran matahari terhadap energi panas yang diterima bumi

Perputaran matahari sebenarnya tidak banyak pengaruhnya. Yang berpengaruh adalah perubahan orbit perputaran bumi terhadap matahari, Kemiringan poros bumi, dan goyangan rotasi bumi. Tiga hal tersebut mempengaruhi banyak sedikitnya energi yang diterima Bumi

Bagaimana Pengaruh Letusan Gunung Berapi Terhadap Perubahan Iklim?

Well, sebenarnya kalau dikaitkan dengan perubahan iklim, yang terpenting adalah materi dan zat yang disemburkan ke atmosfer ketika letusan terjadi. Namun, sebagian besar letusan gunung berapi itu tidak cukup besar untuk membawa pengaruh jangka panjang terhadap kondisi atmosfer (hanya bertahan selama beberapa minggu atau beberapa bulan.

Pada kasus-kasus tertentu, contohnya letusan gunung Krakatau tahun 1883 dan letusan Gunung Tambora tahun 1815, letusannya sangat dahsyat dan mempengaruhi iklim seluruh dunia. Daftar ranking letusan gunung berapi paling merusak bisa dilihat pada tabel di bawah ini.

Nama Gunung BerapiLokasiWaktu letusan
Deccan TrapsIndia60 juta tahun yang lalu
Yellowstone SupervulcanoUSA640.000 tahun yang lalu
TheraYunaniantara 1645 SM – 1500 SM
VesuviusItalyTahun 79
LakiIceland1783
TamboraIndonesia1815
KrakatauIndonesia1883
NovaruptaAlaskaJuni 1912
St. HelenUSA1980
PinatuboFilipina1991
Letusan Gunung Berapi Paling Merusak. Sumber: https://www.livescience.com/8142-history-destructive-volcanoes.html

Semua letusan vulcano di atas berbarengan dengan perubahan-perubahan signifikan dalam kehidupan makhluk hidup. Salah satu dampak penting kejadian tersebut adalah terjadinya pendinginan global di atmosfer. Bagaimana proses terjadinya?

Letusan yang dahsyat akan memuntahkan banyak SO2 ke udara. Zat ini dapat disemburkan jauh ke atas hingga lapisan stratosfer jika ledakannya cukup besar. SO2 ini akan bereaksi di atmosfer menghasilkan H2SO4 yang kemudian berkondensasi. Karena berkondensasi, H2SO4 ini berperan menambahkan jumlah partikel aerosol di udara. Hasilnya, cahaya matahari akan sulit menembus permukaan bumi dan lebih banyak dikembalikan ke luar angkasa. Mengingat efek rumah kaca terjadi di lapisan troposfer (lapisan paling bawah atmosfer), hal ini akan mengurangi jumlah radiasi matahari yang masuk secara signifikan. Selanjutnya, mengakibatkan pendinginan global (global cooling).

Nah, jika pendinginan akibat letusan gunung berapi berdampak kuat, akan terjadi proses lanjutan. Pendinginan yang yang dipicu kejadian ini akan mempengaruhi terbentuknya lapisan es di kutub. Lapisan es akan melebar sehingga meningkatkan albedo bumi (albedo tinggi menambah efek pemantulan cahaya). Peningkatan albedo akan diikuti dengan semakin berkurangnya energi matahari. kemudian, akan memberikan feedback positif yang menurunkan suhu semakin jauh.

Di samping itu, sirkulasi lautan juga dipengaruhi oleh letusan gunung berapi. Kejadian ini memanaskan stratosfer, merubah pola sirkulasi, dan melemahkan ozon dengan meningkatkan reaksi permukaan. Hal ini akan mengubah sirkulai atmosfer dan lautan dalam jangka waktu lama.

Besar pengaruh letusan gunung berapi terhadap Perubahan Iklim saat ini: dampak total letusan total dihilangkan dari grafik IPCC karena pengaruhnya terlalu kecil dibandingkan dengan dampak faktor antropogenik (manusia).

Pengaruh Proses Pelapukan

Dalam prosesnya, pelapukan mineral silikat dan mineral karbonat yang ada di dalam batuan membutuhkan karbondioksida yang biasanya diambil dari atmosfer. Hal ini menyebabkan pelapukan kimia (chemical weathering) menjadi 1 faktor penting dalam mengurangi dampak pemanasan global. Sayangnya, setelah dihitung-hitung, pelapukan kimia hanya mengurangi 0.3 GT karbon per tahun, jauh lebih kecil dibandingkan emisi CO2 dari kegiatan manusia (sekitar 8 GT karbon per tahun). Karena siklus karbon geologi ini memakan waktu jutaan tahun, proses ini juga sering diabaikan.

Reaksi kimia umum yang terjadi adalah sebagai berikut:

Beaulieu, et.al (2012)

Proses ini diawali dengan reaksi CO2 dengan uap air dan hujan di atmosfer. setelah jatuh kembali ke permukaan dan mengenai batuan, asam karbonat hasil reaksi di atmosfer akan mengerosi batuan. Sesudah bereaksi, karbon ini akan dihanyutkan ke sungai dan menuju lautan. Di laut, karbon akan disimpan dalam bentuk sedimen atau koral dalam jangka waktu yang sangat lama.

Besar pengaruh pelapukan kimia terhadap Perubahan Iklim saat ini: Belum diketahui karena pada report IPCC terakhir, pelapukan belum dimasukkan ke dalam model iklim.

Peningkatan Konsentrasi Gas Rumah Kaca dan Efeknya terhadap Pemanasan Global dan Perubahan Iklim

Naiknya konsentrasi gas-gas rumah kaca dari kegiatan-kegiatan manusia adalah faktor utama yang menggerakkan perubahan iklim. Hal ini menyumbangkan radiative forcing lebih dari 3 W/m2. Gas-gas rumah kaca utama di atmosfer antara lain: Karbon dioksida, metana, dan nitrogen oksida. Gas rumah kaca terkuat sebenarnya adalah uap air, namun uap air termasuk ke dalam gas rumah kaca alami sehingga tidak dimasukkan ke dalam pembahasan ini. Selain gas-gas tadi, masih ada gas lain yang jumlahnya lebih kecil namun dampaknya tidak bisa diabaikan, yaitu: halokarbon (chlorofluorocarbons (CFCs), halons, hydrochlorofluorocarbons (HCFCs), hydrofluorocarbons (HFCs), perfluorocarbons (PFCs), dan
sulfur hexafluoride (SF6)) dan ozon. Aerosol hasil aktivitas manusia juga mempengaruhi kondisi perubahan iklim namun proses yang terjadi cukup rumit dan tidak pasti sehingga akan dibahas di artikel khusus.

Bagaimana proses yang terjadi sehingga gas-gas rumah kaca memberi pengaruh signifikan terhadap kondisi iklim?

Gas-gas rumah kaca (GRK) adalah gas-gas yang menyerap radiasi gelombang panjang dari permukaan bumi dan menyimpannya selama gas-gas ini ada di atmosfer. Semakin tinggi konsentrasi GRK, semakin panas pula suhu udara yang kita rasakan. Inilah yang disebut dengan pemanasan global. Setelah satu parameter iklim berubah (suhu), parameter-parameter lainnya juga ikut berubah dan mengakibatkan perubahan iklim yang lengkap.

Lebih detail tentang efek rumah kaca:

Bumi menerima energi dari sinar matahari yang datang. Sebagian dari sinar ini dipantulkan dan dibaurkan oleh atmosfer, awan dan aerosol. Yang tersisa akan masuk menembus atmosfer dan memanas permukaan bumi. Cahaya matahari yang datang umumnya berada pada spektrum sinar tampak (gelombang pendek) sehingga tidak disukai oleh gas-gas rumah kaca utama. Yang disenangi oleh gas-gas rumah kaca utama adalah panas yang dipancarkan permukaan bumi setelah menerima radiasi. Hal ini menyebabkan cahaya matahari gampang masuk namun panas permukaan bumi tidak bisa keluar dari atmosfer. Panas akan terperangkap di dalam atmosfer seperti dalam rumah kaca.

Besar pengaruh peningkatan emisi gas rumah kaca terhadap Perubahan Iklim saat ini: signifikan > 3 W/m2

Efek Perubahan Tutupan Lahan

Perubahan tutupan lahan memberikan pengaruh langsung dan tidak langsung terhadap perubahan iklim. Secara langsung, perubahan tutupan lahan akan mengubah tingkat kecerahan (albedo) wilayah. Secara tidak langsung, hal ini akan mempengaruhi siklus karbon dan jumlah debu yang masuk ke udara. Perubahan tutupan lahan umum seperti penebangan hutan dan/atau reboisasi akan mengubah jumlah pohon yang membutuhkan CO2 untuk fotosintesis. Setelah dilakukan, siklus karbon dan siklus hidrologi tidak akan sama lagi.

Untuk efeknya terhadap albedo, penebangan hutan akan mencerahkan lahan (meningkatkan albedo). Hal ini akan berdampak pada jumlah energi matahari yang dipantulkan. Semakin cerah permukaan, makin banyak energi yang dipantulkan. Sehingga, proses ini menghasilkan efek pendinginan atmosfer. Oleh karena itu, di dalam grafik IPCC, efek ini termasuk dalam efek pendinginan (-0.05 sampai -0.3 W/m2).

Efek tidak langsung dari tutupan lahan tidak dimasukkan ke dalam perhitungan langsung melainkan ikut ke dalam perhitungan efek total gas rumah kaca serta aerosol. Oleh karena itu, bukan tidak mungkin jika perubahan tutupan lahan membawa efek pemanasan-kebalikan efek langsungnya.

Besar pengaruh perubahan tutupan lahan terhadap Perubahan Iklim saat ini: efek langsung adalah pendinginan sebesar 0.05 – 0.3 W/m2. Efek tidak langsung tidak terhitung eksplisit.

Pengaruh Contrail

Contrail merupakan jejak-jejak uap air yang terkondensasi akibat buangan hasil pembakaran mesin pesawat jet. Kondisi ini biasanya terjadi di troposfer bagian tengah ke atas ketika kelembaban sekitar tinggi. Contrail yang persisten bisa bertahan sampai beberapa jam akibat supersaturasi oleh es. Perubahan terjadi ketika angin merubah bentuk contrail sehingga terlihat seperti awan lapisan atas biasa. contrail dan awan sirrus berinteraksi dengan cahaya matahari menghasilkan Radiative Forcing positif (pemanasan).

Besar pengaruh contrail terhadap Perubahan Iklim saat ini: sekitar 0.05 W/m2

Sekian tulisan panjang ini. Mudah-mudahan bisa memberi manfaat bagi yang membacanya.

Sumber:

Beaulieu, E. & Godderis, Yves & Donnadieu, Yannick & Labat, David & Roelandt, Caroline. (2012). High sensitivity of the continental-weathering carbon dioxide sink to future climate change. Nature Climate Change. 2. 346-349. 10.1038/nclimate1419.

Fahey, D.W., S.J. Doherty, K.A. Hibbard, A. Romanou, and P.C. Taylor, 2017: Physical drivers of climate change. In: Climate Science Special Report: Fourth National Climate Assessment, Volume I [Wuebbles, D.J.,
D.W. Fahey, K.A. Hibbard, D.J. Dokken, B.C. Stewart, and T.K. Maycock (eds.)]. U.S. Global Change Research Program, Washington, DC, USA, pp. 73-113, doi: 10.7930/J0513WCR

Myhre, G., D. Shindell, F.-M. Bréon, W. Collins, J. Fuglestvedt, J. Huang, D. Koch, J.-F. Lamarque, D. Lee, B. Mendoza, T. Nakajima, A. Robock, G. Stephens, T. Takemura, and H. Zhang, 2013: Anthropogenic and natural radiative forcing. In Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Doschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, and P.M. Midgley, Eds. Cambridge University Press, pp. 659-740, doi:10.1017/CBO9781107415324.018.

https://climate.nasa.gov/news/2948/milankovitch-orbital-cycles-and-their-role-in-earths-climate/

veanti

Siapa penulis utama veantiworld.com? Blog ini dibuat, dikelola, dan ditulis oleh Desak Putu Okta Veanti. Penulis adalah dosen jurusan klimatologi dan juga salah satu lulusan terbaik Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika. Penulis lulus Master Program of School of Integrated Climate System Science, University of Hamburg, Germany pada tahun 2017. Saat ini penulis aktif menekuni pekerjaan sebagai dosen, menulis blog, belajar Python, meningkatkan kemampuan bahasa asing, serta mencari informasi mengenai pseudo-science seperti astrologi dan tarot.

This Post Has One Comment

  1. Ardin

    Tulisanya runtut dan informatif, mudah dipahami,.
    Mudah2n bsa trus kontinyu dgn topik/isu populer di bidang metklim

Tinggalkan Balasan